ES2273873T3 - Sistema y procedimiento para la optimizacion de la transferencia de compuestos a traves de una barrera de tejido. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo (100) para la medición de la transferencia de componentes a través de un tejido, que comprende: un elemento inferior que comprende una placa de soporte (114); una matriz de muestras (112) sostenida por la placa de soporte; un espécimen de tejido (120) que recubre la matriz de muestras; y un elemento superior que comprende una placa de depósitos (130) fijada a un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de muestras, presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos (132); en el que el dispositivo se dispone de manera que la matriz de depósitos puede rellenarse con un medio de depósito cuando la placa de depósitos se fija al espécimen de tejido y el espécimen de tejido recubre la matriz de muestras.
Description
Sistema y procedimiento para la optimización de
la transferencia de compuestos a través de una barrera de
tejido.
El campo de la presente invención se refiere a
ensayos de barrera de tejido para el cribado de formulaciones y de
composiciones químicas.
El análisis in vitro del movimiento de
compuestos (por ejemplo, fármacos) a través de una barrera
epitelial, tal como el epitelio intestinal o el epitelio de las
vías respiratorias, se lleva típicamente a cabo utilizando una
cámara del tipo Ussing. Para llevar a cabo un ensayo de barrera de
tejido utilizando una cámara de tipo Ussing, se retira del cuerpo
un trozo de tejido en forma de lámina intacta y se monta en un
dispositivo que contiene una cámara interna hueca pegada de manera
que divide la cámara interna en dos cámaras separadas. A
continuación, ambas cámaras se rellenan con soluciones
biológicamente compatibles, y se añade el fármaco de interés a la
solución de una de las cámaras. A continuación, se extraen muestras
de la solución de la cámara contralateral en diversos momentos para
determinar la velocidad a la que se mueve el fármaco a través de la
barrera de tejido. Este tipo de ensayo de barrera de tejido resulta
pesado, ineficiente, y solamente permite obtener cantidad muy
limitada de muestras independientes que derivan de una unidad de
área de lámina de tejido.
La administración transdérmica de fármacos es un
tipo de transferencia a través de un tejido que implica la
transferencia del fármaco desde un dispositivo de administración
transdérmica de fármacos a través de la piel y hacia el flujo
sanguíneo del paciente. La administración transdérmica de fármacos
ofrece muchas ventajas con respecto a otros procedimientos de
administración de fármacos. Una ventaja evidente es que se evitan
las agujas y el dolor asociado. Esto resulta especialmente deseable
para fármacos que se administran repetidamente. Evitar la
incomodidad de las agujas también conduciría a un mejor cumplimiento
de los regímenes de medicación por parte de los pacientes.
Otra ventaja de la administración transdérmica
de fármacos es su capacidad para proporcionar una administración
prolongada o sostenida, potencialmente a lo largo de varios días a
varias semanas. Otros procedimientos de administración, tales como
la administración por vía oral o por vía pulmonar, típicamente
requieren que el fármaco se administre repetidamente para mantener
la concentración de fármaco adecuada en el cuerpo. Con la
administración transdérmica sostenida, el mantenimiento de la dosis
se lleva a cabo automáticamente a lo largo de un período de tiempo
largo. Esto resulta especialmente beneficioso para fármacos con una
vida media en el cuerpo corta, tales como los péptidos y las
proteínas.
Una ventaja final es que las moléculas del
fármaco solamente tienen que cruzar la piel para alcanzar el flujo
sanguíneo cuando se administran transdérmicamente. Los fármacos
administrados transdérmicamente evitan el metabolismo de primer
paso en el hígado, y también evitan otras rutas de degradación,
tales como los pH reducidos y los enzimas que se encuentran
presentes en el tracto gastrointestinal.
La piel es el órgano más grande del cuerpo. Es
altamente impermeable, para prevenir la pérdida de agua y de
electrolitos. Se subdivide en dos capas principales: la epidermis
externa y la epidermis interna. La epidermis es la parte exterior
de la piel, de un grosor de entre 50 micrómetros y 100 micrómetros
(Monteiro-Riviere, 1991; Champion et al.,
1992). La dermis es la capa interior de la piel y presenta un grosor
variable entre 1 mm y 3 mm. El objetivo de la administración
transdérmica de fármacos es llevar el fármaco a esta capa de la
piel, donde se encuentran los capilares sanguíneos, para permitir la
administración sistémica del fármaco. La epidermis no contiene
terminaciones nerviosas o vasos sanguíneos. El propósito principal
de la epidermis es generar una capa resistente de células muertas
en la superficie de la piel, protegiendo de esta manera al cuerpo
del medio ambiente. La capa más exterior de la epidermis se denomina
estrato córneo, y las células muertas que la componen se denominan
corneocitos o queracinocitos.
Comúnmente, el estrato córneo se modela o se
describe como una pared de ladrillos (Elias, 1983; Elite, 1988). El
término "ladrillos" se refiere los corneocitos lisos muertos.
Típicamente, se observan entre 10 y 15 corneocitos apilados
verticalmente a través del estrato córneo
(Monteiro-Riviere, 1991; Champion et al.,
1992). Los corneocitos se encuentran envueltos en láminas de
bicapas lipídicas (el "mortero"). La láminas de bicapas
lipídicas se encuentran separadas por \sim50 nm. Típicamente, hay
entre 4 y 8 bicapas lipídicas entre cada par de corneocitos. La
matriz lipídica está principalmente constituida por ceramidas,
esfingolípidos, colesterol, ácidos grasos, y esteroles, con muy
poca presencia de agua (Lampe et al., 1983 [a]; Lampe et
al., 1983 [b]; Elias 1988).
Aunque es la capa más fina de la piel, el
estrato córneo es la barrera principal frente a la entrada de
moléculas o de microorganismos a través de la piel. La mayoría de
las moléculas pasan a través del estrato córneo solamente con gran
dificultad, lo que explica que la vía de administración transdérmica
de fármacos no haya sido utilizada más ampliamente hasta la fecha.
Una vez las moléculas han atravesado el estrato córneo, la difusión
a través de la epidermis y la dermis hasta los vasos sanguíneos
ocurre con rapidez. De esta manera, la mayor parte de la atención
en la investigación sobre la administración transdérmica de fármacos
se ha centrado en el transporte de moléculas y fármacos a través
del estrato córneo.
La forma más común de dispositivo de
administración transdérmica de fármacos es el "parche"
transdérmico de fármacos, en el que se encuentra un fármaco, o un
producto farmacéutico, en un depósito colocado contiguamente a la
piel (Schaefer y Redelmeier, 1996). Típicamente, las moléculas del
fármaco atraviesan la piel por difusión simple. El transporte se
encuentra controlado por la velocidad de difusión molecular hacia el
interior y el exterior de la piel, y por la distribución del
fármaco en la piel. En términos generales, la administración
transdérmica de fármacos se limita a moléculas lipofílicas pequeñas,
tales como escopolamina, nitroglicerina y nicotina, que permean
fácilmente en la piel. La administración es lenta, típicamente
transcurren horas hasta que el fármaco atraviesa la piel, y el
tratamiento es efectivo solamente cuando se requiere que una
cantidad muy reducida del fármaco presente un efecto biológico (Guy
y Hadgraft, 1989).
Debido a que la administración transdérmica
puede resultar muy lenta, se han utilizado muchas sustancias para
mejorar las velocidades de transporte molecular. Estas sustancias
son conocidas como mejoradores químicos o mejoradores de
penetración. Los mejoradores químicos incrementan el flujo de un
fármaco a través de la piel incrementando la solubilidad del
fármaco en el estrato córneo o incrementando la permeabilidad del
fármaco en el estrato córneo. Existen muchos mejoradores posibles y
la selección se complica adicionalmente debido a que las
combinaciones de mejoradores son conocidas por el hecho de que es
conocido que combinaciones de mejoradores incrementan el flujo del
fármaco más allá de lo esperado a partir de la presencia de cada
constituyente por separado.
Los dispositivos de administración transdérmica
de fármacos, tales como un parche transdérmico, generalmente
también contienen un adhesivo, que sirve para mantener el
dispositivo en estrecho contacto con la piel, y también pueden
formar la matriz en la que se disuelve o se dispersa el fármaco.
Existen muchas formas diferentes de adhesivos que se pueden
utilizar, y con frecuencia, resulta un problema muy complicado qué
adhesivo debe utilizarse con cualquier fármaco o, fármaco más
mejorador.
Actualmente, la selección de adhesivos y
mejoradores adecuados y su proporción relativa con respecto al
fármaco solamente se encuentran determinados en directrices
generales a partir de lo que es conocido como seguro y de lo que ha
podido resultado efectivo con otros fármacos. La práctica totalidad
del desarrollo de formulaciones se realiza mediante experimentos de
ensayo y error.
La mayoría de los experimentos de transporte
transdérmico conocidos hasta la fecha han utilizado una célula de
difusión de piel humana relativamente grande en la que una cara
donadora incluye una solución de fármaco con aditivos y una cara
receptora típicamente incluye una solución salina o alguna otra
solución que se cree que constituye un modelo de la dermis. La
membrana de piel separa las dos zonas de la célula, y en la mayoría
de los casos se trata de estrato córneo de piel de cadáver que ha
sido separada cuidadosamente de la muestra de piel completa
suministrada por un banco de tejidos. El volumen del dispositivo
típicamente es de 5 cm^{3} o superior. Se extraen muestras de la
cara receptora de la célula periódicamente para determinar el flujo
de fármaco a través de la película de estrato córneo. La totalidad
del procedimiento resulta muy laborioso y requiere la utilización
de grandes cantidades de piel, que resulta extremadamente difícil de
conseguir. Por lo tanto, solamente se puede examinar una cantidad
relativamente reducida de entre las muchas posibles combinaciones
de entidades químicas.
De esta manera, sigue existiendo una necesidad
en la técnica de un procedimiento para el cribado de un número
elevado de muestras para identificar composiciones o formulaciones
óptimas para el transporte a través de una barrera de tejido,
incluyendo el transporte transdérmico, de compuestos, productos
farmacéuticos y otros componentes.
La patente US nº 5.490.415 da a conocer un
dispositivo de ensayo de difusión utilizado para someter a ensayo
la difusión de un fármaco en un vehículo a través de una membrana de
ensayo, incluyendo un conjunto receptor y un conjunto donador
fijados entre sí. El conjunto receptor incluye una serie de
receptáculos receptores abiertos dispuestos en un patrón
seleccionado en su superficie. De manera similar, el conjunto
donador incluye una serie de recipientes abiertos dispuestos en su
superficie en imagen especular del patrón seleccionado. La membrana
de ensayo se captura entre las caras receptora y donadora. El
fármaco se difunde a través de la membrana de ensayo y hacia el
interior del líquido receptor durante un período de incubación. Las
muestras de líquido receptor se transfieren preferentemente de
manera automática a una placa de microtitulación convencional
utilizando un sistema programado de transferencia de líquidos para
su ensayo con un contador de centelleo.
La patente US nº 6.043.027 da a conocer
dispositivos de ensayo, sistemas y procedimientos ejemplares para
evaluar la penetración de diversos compuestos químicos a través de
diferentes tipos de células. En una forma de realización ejemplar,
se proporciona un dispositivo de ensayo que comprende un elemento
base y un elemento superior que presenta una serie de pocillos que
se encuentran alineados al fijar el elemento superior al elemento
base. Se coloca una lámina de membrana que incluye por lo menos una
capa de células cultivada sobre la lámina entre el elemento base y
el elemento superior antes del ensamblaje. Las muestras de ensayo se
introducen en los pocillos en el elemento superior y se extraen
posteriormente muestras de los pocillos superiores e inferiores en
un tiempo posterior y se sometieron a ensayo para determinar la
cantidad de muestra de ensayo que penetra a través de las
células.
La patente US nº 4.771.004 da a conocer una
membrana de barrera y un procedimiento que utiliza la membrana de
barrera para someter a ensayo el comportamiento de la penetración
transdérmica de un agente bioactivo. El procedimiento utiliza muda
de serpiente como modelo de membrana de barrera. En particular, el
procedimiento comprende las etapas de proporcionar una dosis de una
formulación donadora que contiene el agente bioactivo, y una
solución receptora, con una membrana de barrera de muda de serpiente
que separa la formulación donadora y la solución receptora. A
continuación, la solución receptora se muestrea en serie y se somete
a ensayo para determinar la concentración del agente bioactivo en
la solución receptora.
La patente US nº 4.667.504 da conocer un
dispositivo para la determinación in vitro de la velocidad de
penetración de compuestos químicos a través de una membrana
biológica. El dispositivo comprende dos compartimientos: uno que
aloja un depósito de compuesto químico de ensayo, y el otro que
proporciona una cámara para solución receptora que fluye a través
de una membrana que sostiene un compartimiento de soporte de
membranas. El compartimiento de soporte de membranas comprende una
depresión cilíndrica que rodea un extremo abierto de la cámara de
solución receptora. La cámara de solución receptora se encuentra
ligeramente inclinada con su extremo superior abierto hacia el
compartimiento de soporte de membranas. La inclinación previene que
las burbujas de la solución receptora se estanquen o resulten
atrapadas dentro de la cámara y que interfieran con la fiabilidad y
la reproducibilidad de los ensayos. Un conducto de entrada desde la
superficie superior del compartimiento receptor conduce a un
extremo cerrado de la cámara en el interior del compartimiento
receptor. Un conducto de salida conduce desde la parte superior del
extremo abierto de la cámara situada cerca del compartimiento de
soporte de membranas hasta la superficie superior del
compartimiento receptor. El conducto de entrada es de tamaño
inferior al del conducto de salida. La profundidad de la depresión
que forma el compartimiento de soporte de membrana varía,
estrechándose desde una profundidad menor en su intersección con la
cámara hasta una profundidad mayor en la circunferencia exterior de
la depresión. El cono truncado formado de esta manera garantiza que
una membrana biológica de muestra se estire tensamente sobre la
abertura de la cámara por la fuerza que sujeta el compartimiento
del depósito al compartimiento de la solución receptora.
La presente invención se refiere a sistemas y
procedimientos de alto rendimiento para la preparación de una gran
cantidad de combinaciones de componentes, a diferentes
concentraciones e identidades, simultáneamente, y procedimientos de
alto rendimiento para el ensayo de la transferencia a través de una
barrera de tejido de los componentes de cada combinación. Los
procedimientos de la presente invención permiten determinar los
efectos de componentes adicionales o inactivos, tales como
excipientes, portadores, mejoradores, adhesivos, y aditivos, sobre
la transferencia de componentes activos, tales como productos
farmacéuticos, a través de un tejido, tal como piel, tejido
bronquial, tejido traqueal, tejido nasal, tejido de la vejiga,
tejido placentario, tejido vaginal, tejido rectal, tejido
estomacal, tejido gastrointestinal, y tejido del ojo o corneal. De
esta manera, la invención comprende el ensayo de alto rendimiento
de composiciones o de formulaciones farmacéuticas con el fin de
determinar la composición o la formulación óptima global para el
transporte mejorado a través de tejidos, incluyendo, sin
limitación, el transporte transdérmico. Posteriormente se describen
en detalle formas de realización específicas de la presente
invención.
invención.
En un aspecto, la invención se refiere a un
dispositivo para medir la transferencia de componentes a través de
un tejido, que comprende: un elemento inferior que comprende una
placa de soporte; una matriz de muestras sostenida por la placa de
soporte; un espécimen de tejido que cubre la matriz de muestras; y
un elemento superior que comprende una placa de depósitos fijada a
un lado del espécimen de tejido frente a la matriz de muestras,
presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos; en la que
se coloca el dispositivo de manera que la matriz de depósitos se
pueda rellenar con un medio de depósito cuando la placa de depósitos
se encuentra fija al espécimen de tejido y el espécimen de tejido
cubre la matriz de muestras.
En una forma de realización, cada muestra de la
matriz contiene una composición o formulación de componentes única,
en la que se encuentran presentes componentes activos diferentes o
diferentes estados físicos de un componente activo en una o más
muestras de la matriz de muestras.
En otro aspecto de la presente invención, cada
muestra de la matriz incluye un componente en común y por lo menos
un componente adicional, en la que cada muestra difiere de por lo
menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:
(i) la identidad de los componentes
adicionales;
(ii) la proporción entre el componente en común
y los componentes adicionales, o
(iii) el estado físico del componente en
común.
La expresión "componente en común" se
refiere a un componente que se encuentra presente en todas las
muestras de una matriz de muestras. En una forma de realización, el
componente en común es un componente activo, y preferentemente, el
componente activo es un producto farmacéutico, un suplemento
dietético, un medicamento alternativo o un producto nutracéutico.
Las muestras pueden encontrarse en forma de líquidos, soluciones,
suspensiones, emulsiones, sólidos, semisólidos, geles, espumas,
pastas, pomadas o triturados.
En otra forma de realización, la invención se
refiere a un procedimiento de medición del transporte a través de
una barrera de tejido de una muestra, que comprende:
\newpage
- (a)
- en primer lugar, la preparación de una matriz de muestras que presentan un componente activo y por lo menos un componente adicional, en la que cada muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:
- (i)
- la identidad del componente activo;
- (ii)
- la identidad de los componentes adicionales;
- (iii)
- la proporción entre componente activo y componentes adicionales, o
- (iv)
- el estado físico del componente activo;
- (b)
- a continuación, recubrimiento de la matriz de muestras con un espécimen de tejido;
- (c)
- a continuación, fijación de una placa de depósitos a un lado del espécimen de tejido frente a la matriz de muestras, presentando la placa una matriz de depósitos correspondiente a la matriz de muestras;
- (d)
- a continuación, llenado de la matriz de depósitos con un medio de depósito; y
- (e)
- finalmente, medición de la concentración del componente activo de cada muestra a través del espécimen de tejido.
En una forma de realización preferida, el
componente activo es un producto farmacéutico, un suplemento
dietético, un medicamento alternativo o un producto nutracéutico.
En otra forma de realización, el espécimen de tejido es piel.
En otra forma de realización, la invención se
refiere a un procedimiento de determinación del flujo de un
componente, que comprende:
- (a)
- en primer lugar, la preparación de una matriz de muestras que presentan un componente en común y por lo menos un componente adicional, en la que cada muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:
- (i)
- la identidad de un componente activo;
- (ii)
- la identidad de los componentes adicionales;
- (iii)
- la proporción entre el componente en común y los componentes adicionales, o
- (iv)
- el estado físico del componente en común;
- (b)
- a continuación, recubrimiento de la matriz de muestras con un espécimen de tejido;
- (c)
- a continuación, fijación de una placa de depósitos en un lado del espécimen de tejido frente a la matriz de muestras, presentando la placa una matriz de depósitos correspondiente a la matriz de muestras;
- (d)
- a continuación, llenado de la matriz de depósitos con un medio de depósito; y
- (e)
- finalmente, medición de la concentración del componente en común de cada depósito como una función del tiempo para la determinación del flujo del componente en común de cada muestra a través del espécimen de tejido.
En una forma de realización alternativa, el
procedimiento comprende una etapa adicional de corte del espécimen
de tejido para evitar la difusión lateral entre pocillos. El
procedimiento preferentemente comprende el análisis de defectos del
espécimen de tejido, heterogeneidades, y la corrección o la
reparación de defectos.
En otra forma de realización, la invención se
refiere a un dispositivo y a un procedimiento de cribado de alto
rendimiento de flujo de componente activo o de fármaco a través del
estrato córneo, reconociendo que dicho flujo se encuentra
determinado, por lo menos en parte, por la permeabilidad del fármaco
en el tejido en presencia de un mejorador. La permeabilidad
generalmente se encuentra controlada por lo menos por dos factores:
la solubilidad del componente activo o del fármaco en el estrato
córneo y la difusividad del componente activo o del fármaco en el
estrato córneo. Estos dos factores, solubilidad y difusividad,
pueden medirse independientemente como procedimiento para calcular
indirectamente el flujo a través del estrato córneo. De esta manera,
se construye una matriz de pocillos que contienen muestras de
composiciones indirectas de compuesto activo y de compuestos
inactivos, incluyendo, aunque sin limitación, composiciones que
comprenden componente activo/portador o excipiente/componente
activo/portador o excipiente/mejorador/componente
activo/adhesivo/mejorador/aditivo. Se añaden a cada pocillo
cantidades conocidas de estrato córneo y se mide la velocidad a la
que penetra el componente activo o el fármaco en el espécimen de
tejido, extrayendo el tejido de los pocillos preparados de manera
similar en diferentes momentos. La medición de la concentración
tras un tiempo suficientemente largo para que la cantidad disuelta
no cambie con el tiempo puede evaluar la concentración de equilibrio
del componente activo o del fármaco dentro del tejido. El producto
de la velocidad y la solubilidad es proporcional a la permeabilidad
del componente activo o del fármaco.
Los procedimientos y sistemas de cribado
combinatorial de alto rendimiento de la presente invención
identifican composiciones o formulaciones óptimas para conseguir un
resultado deseado para dichas composiciones o formulaciones,
incluyendo, aunque sin limitación, la construcción de un dispositivo
de administración transdérmica. Particularmente, los sistemas y
procedimientos de la presente invención pueden utilizarse para
identificar: 1) composiciones o formulaciones óptimas que
comprenden uno o más componentes activos y uno o más componentes
inactivos para conseguir propiedades deseadas para dichas
composiciones o formulaciones, 2) composiciones de
adhesivos/mejoradores/aditivos óptimas para la compatibilidad con
un fármaco, 3) composiciones de
fármacos/adhesivos/mejoradores/aditivos óptimas para el flujo
máximo de fármaco a través del estrato córneo, y 4) composiciones de
fármacos/adhesivos/mejoradores/aditivos óptimas para la
minimización de la citotoxicidad.
Las características y ventajas de la presente
invención se apreciarán mejor haciendo referencia a la descripción
detallada siguiente, que debe leerse conjuntamente con los dibujos
adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama esquemático de un
dispositivo de alto rendimiento para la medición del transporte a
través de una barrera de tejido, tal como el transporte
transdérmico, de acuerdo con la presente invención;
las figuras 2A a 2D son diagramas esquemáticos
de una forma de realización alternativa de un dispositivo de alto
rendimiento para la medición del transporte a través de una barrera
de tejido utilizando muestras de origen sólido de acuerdo con la
presente invención;
la figura 3 es un diagrama esquemático de una
forma de realización alternativa de un dispositivo de alto
rendimiento para la medición del transporte a través de una barrera
de tejido de acuerdo con la presente invención;
las figuras 4A a 4C son diagramas esquemáticos
de una forma de realización alternativa de una célula de difusión
que por sí sola, o como parte de un dispositivo de alto rendimiento,
se utiliza para la medición del transporte a través de una barrera
de tejido de acuerdo con la presente invención;
las figuras 5A a 5B son diagramas esquemáticos
de un dispositivo para el llenado de un pocillo de muestra en una
matriz de muestras, tal como la matriz de muestras del dispositivo
de alto rendimiento representado en la figura 1;
la figura 6 es un diagrama esquemático de una
forma de realización alternativa de un dispositivo de alto
rendimiento para la medición o el análisis del transporte a través
de una barrera de tejido utilizando muestras de origen sólido de
acuerdo con la presente invención;
la figura 7 es un diagrama esquemático de una
forma de realización alternativa de un dispositivo de alto
rendimiento para la medición o el análisis del transporte a través
de una barrera de tejido utilizando muestras de origen sólido de
acuerdo con la presente invención; y
la figura 8 es un diagrama esquemático de una
forma de realización alternativa de un dispositivo de alto
rendimiento para la medición o el análisis del transporte a través
de una barrera de tejido utilizando muestras de origen sólido de
acuerdo con la presente invención.
La presente invención se refiere a sistemas
combinatoriales y procedimientos de alto rendimiento que mejoran la
transferencia a través de una barrera de tejido de componentes
activos, tales como los productos farmacéuticos o los fármacos,
otros compuestos, o combinaciones de compuestos. En una forma de
realización, los sistemas y procedimientos de la presente invención
pueden utilizarse para la identificación de componentes óptimos
(por ejemplo solventes, portadores, mejoradores de transporte,
adhesivos, aditivos, y otros excipientes) para composiciones o
formulaciones farmacéuticas que se administran a un paciente
mediante transporte a través de un tejido, incluyendo, aunque sin
limitación, composiciones o formulaciones farmacéuticas
administradas o suministradas por vía transdérmica (por ejemplo, en
forma de un dispositivo de administración transdérmica), por vía
tópica (por ejemplo, en forma de pomadas, lociones, geles, y
soluciones), y por vía ocular (por ejemplo, en forma de solución).
Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "alto
rendimiento" se refiere al número de muestras generadas o
cribadas, tal como se describe en la presente memoria, típicamente
de por lo menos 10, más típicamente de por lo menos entre 50 y 100,
y preferentemente superior a 1.000 muestras.
Los procedimientos de alto rendimiento de la
presente invención pueden llevarse a cabo utilizando diversos tipos
de muestras. Típicamente, los procedimientos se llevan a cabo con
muestras líquidas o con muestras sólidas o semi-
sólidas.
sólidas.
Tal como se utiliza en la presente memoria, la
expresión "origen líquido" se refiere a que la muestra que
contiene el componente o los componentes sometidos a medición o
análisis se encuentran en forma de líquido, incluyendo, aunque sin
limitación, líquidos, soluciones, emulsiones, suspensiones y
cualquiera de los anteriores que contenga partículas sólidas
dispersadas en los mismos.
Tal como se utiliza en la presente memoria, la
expresión "origen sólido" se refiere a que la muestra que
contiene el componente o los componentes que se miden o se analizan
se encuentran en forma de sólido o semisólido, lo que incluye,
aunque sin limitación, triturados, geles, películas, espumas,
pastas, pomadas, adhesivos, líquidos altamente viscoelásticos,
líquidos altamente viscoelásticos que contienen partículas sólidas
dispersadas en los mismos, y parches transdérmicos.
Tal como se utiliza en la presente memoria, la
expresión "medio de depósito" se refiere a un líquido, una
solución, un gel o una esponja químicamente compatibles con los
componentes de la muestra y del tejido que se están utilizando en
un dispositivo o procedimiento de la presente invención. En una
forma de realización de la presente invención, el medio de depósito
comprende parte del espécimen obtenido para medir o analizar la
transferencia, el flujo, o la difusión de un componente a través de
una barrera de tejido. Preferentemente, el medio de depósito es una
solución líquida.
La figura 1 representa un diagrama esquemático
de una forma de realización preferida de un dispositivo de alto
rendimiento (100) para la medición del transporte a través de una
barrera de tejido en una matriz de muestras (112) de acuerdo con la
presente invención. El dispositivo (100) incluye una placa de
sustrato (114) que sostiene la matriz de muestras (112), un
espécimen de tejido (120) y una placa de depósitos (130). En la
presente forma de realización, cada muestra de la matriz de
muestras (112) se coloca en un pocillo de muestra (116). Unida a la
parte inferior de la placa de sustrato (114) se encuentra una base
(118) que forma la parte inferior de cada pocillo de muestra (116).
Opcionalmente, la base (118) es una membrana fabricada de cualquier
material adecuado (por ejemplo, una membrana de caucho) de
cualquier manera que permita que el aire circule hacia afuera del
pocillo de muestra (116) cuando se llena con una muestra.
Alternativamente, la base (118) es una placa rígida de sustrato
desmontable, tal como la placa (214) (descrita infra con
respecto a las figuras 2A a 2D) capaz de sostener una matriz de
muestras de origen sólido.
La placa de sustrato (114) puede ser cualquier
rejilla o placa rígida capaz de sostener una serie de muestras. Por
ejemplo, la placa de sustrato (114) puede ser una placa de 24, 36,
48, 72, 96 ó 384 pocillos. Preferentemente, el dispositivo (100)
comprende una o más matrices de muestra (112), en las que el número
de pocillos de muestra (116) en el dispositivo (100) es de por lo
menos (100), preferentemente de por lo menos 1.000, y más
preferentemente de por lo menos 10.000. Preferentemente, el tamaño
del pocillo de muestra (116) es de entre aproximadamente 1 mm y
aproximadamente 50 mm, más preferentemente de entre aproximadamente
2 mm y aproximadamente 10 mm, y todavía más preferentemente de
entre aproximadamente 3 mm y aproximadamente 7 mm. Por ejemplo, un
formato de pocillo de 3 mm proporciona una matriz de
aproximadamente 30.000 muestras por 0,25 m^{2} de piel.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el
término "matriz" y la expresión "matriz de muestras" (por
ejemplo la matriz 112) se refieren a una pluralidad de muestras
asociadas bajo un experimento común, en la que cada una de las
muestras comprende por lo menos dos componentes, y siendo por lo
menos uno de los componentes un componente activo. En una forma de
realización de la presente invención, uno de los componentes de
muestra es un "componente en común" que, tal como se utiliza
en la presente memoria, se refiere a un componente que se encuentra
presente en cada muestra de la matriz, a excepción de los controles
negativos.
La matriz de muestras (112) se encuentra
diseñada para proporcionar una serie de muestras diferentes
correspondientes a diferentes composiciones, cuyo análisis permite
la determinación de composiciones o formulaciones óptimas para la
mejora de la transferencia de un componente a través del tejido
(120). Cada muestra de la matriz de muestras (112) preferentemente,
aunque no necesariamente, difiere de cualquier otra muestra en la
matriz con respecto a por lo menos uno de entre:
- (i)
- la identidad del componente activo;
- (ii)
- la identidad del componente adicional;
- (iii)
- la proporción entre el componente activo, o el componente en común, y el componente adicional; o
- (iv)
- el estado físico del componente activo, o del componente en común;
Una matriz puede comprender 24, 36, 48, 96 o más
muestras, preferentemente por lo menos 1.000 muestras, más
preferentemente, por lo menos 10.000 muestras. Una matriz
típicamente consiste de una o más submatrices. Por ejemplo, una
submatriz puede ser una placa que contenga 96 pocillos de
muestra.
Superpuesto a la placa de sustrato (114) y a la
matriz de muestras (112) se encuentra el espécimen de tejido (120).
El tejido (120) preferentemente es una lámina de tejido, tal como
piel, tejido bronquial, tejido traqueal, tejido nasal, tejido
placentario, tejido vaginal, tejido rectal, tejido del colon, tejido
intestinal, tejido estomacal, tejido de la vejiga, o tejido
corneal. Más preferentemente, el tejido (120) es tejido cutáneo o
estrato córneo. Si debe utilizarse piel de cadáver humano para el
tejido (120), un procedimiento conocido de preparación del
espécimen de tejido implica el desprendimiento por calor manteniendo
la piel en agua a 60ºC durante dos minutos, seguido de la
extracción de la epidermis, y el almacenamiento a 4ºC en una cámara
humidificada. Se saca de la cámara un trozo de la epidermis antes
de los experimentos y se coloca sobre la placa de sustrato (114).
Opcionalmente, el tejido (120) se sujeta con una malla de nilón
(Terko Inc.) para evitar cualquier daño y para simular el hecho de
que la piel in vivo se encuentra sujeta por una dermis
mecánicamente fuerte. Alternativamente, se pueden utilizar otros
tipos de tejido, incluyendo explantes de tejido vivo, tejido animal
(por ejemplo de roedor, bovino o porcino) o equivalentes
artificiales de tejido. Entre los ejemplos de tejidos artificiales
adecuados se incluyen DERMAGRAFT (Advanced Tissue Sciences, Inc.) y
aquellos dados a conocer en la patente US nº 5.226.480.
En una forma de realización alternativa de la
presente invención, el espécimen de tejido (120) se divide en una
serie de segmentos mediante cortes (122) entre pocillos de muestra
(116) para prevenir la difusión lateral a través del espécimen de
tejido (120) entre muestras contiguas. Los cortes (122) pueden
realizarse de cualquier manera, incluyendo el trazado o el corte
mecánicos, el corte por láser, la embutición (por ejemplo, entre
las placas (114) y (130) o mediante la utilización de una
herramienta de gofrado del tipo "plancha de gofres").
Preferentemente, se utiliza el trazado por láser debido a que evita
la presión mecánica de una herramienta de corte, que puede deformar
y dañar el espécimen de tejido (120). Los cortes por láser (122) se
llevan a cabo realizando cortes muy pequeños que permiten la
utilización de una densidad de muestras relativamente alta y la
utilización más eficiente del espécimen de tejido. Se encuentran
disponibles herramientas láser que permiten que la zona afectada
por el calor sea mínima, reduciendo de esta manera los daños
producidos en el espécimen de tejido (120).
La placa de depósitos (130) (por ejemplo, una
placa de pocillos de fondo abierto) se coloca sobre el tejido
(120), a un lado de la placa de sustrato (114) situada delante del
tejido. La placa de depósitos incluye una serie de depósitos huecos
(132). Cuando la placa (130) se fija en su lugar, cada depósito
(132) se alinea sobre un pocillo de muestra (116), de manera que el
tejido separa cada pocillo (116) de su depósito (132)
correspondiente. La placa de depósitos (130) se fija a la placa de
sustrato (114) utilizando abrazaderas, tornillos, fijaciones o
cualquier otro medio de unión adecuado. Las placas (130) y (114)
preferentemente se fijan entre sí con suficiente presión para crear
un sellado hermético a los líquidos de los depósitos (132). Cada
depósito se rellena con un depósito, tal como una solución salina,
para recibir componentes de muestra o compuestos que se difunden a
través del tejido (120) hasta el depósito (132). En una forma de
realización, el medio de depósito es una solución de BSA
aproximadamente al 2% en
PBS.
PBS.
La transferencia o el flujo de componentes de
los pocillos de muestra (116) a través del tejido (120) (es decir,
la transferencia o difusión a través de una barrera de tejido) puede
analizarse midiendo la concentración de componente en especímenes
obtenidos de los depósitos (132). La comparación de las mediciones
obtenidas de diferentes muestras/depósitos ayuda a determinar las
composiciones de muestra óptimas para mejorar la transferencia o la
difusión a través del tejido de un componente deseado (por ejemplo,
de un producto farmacéutico).
Preferentemente, las muestras se preparan, se
añaden a los pocillos de muestra y se mezclan automáticamente. De
manera similar, los especímenes de los depósitos (132) que contienen
componentes transferidos o difundidos, y las concentraciones de los
mismos, pueden medirse y procesarse automáticamente. Los términos
"automático" o "automáticamente" se refieren a la
utilización de software informático y de la robótica para la
adición, mezcla y análisis de muestras, componentes, y especímenes
o productos de difusión.
Las muestras se añaden a los pocillos de muestra
en matrices para muestras de la presente invención, tales como la
matriz (112) en la figura 1, utilizando diversas técnicas de
deposición o de transferencia de materiales conocidas por los
expertos en la materia, incluyendo, aunque sin limitación, el
rellenado manual, el pipeteo, y otros sistemas de distribución de
líquidos o sólidos manuales o automáticos.
Tras añadir y mezclar los componentes en los
pocillos de muestra, pueden procesarse las muestran mediante
técnicas bien conocidas, tales como el calentamiento, la filtración,
y la liofilización. Un experto en la materia sabrá cómo procesar la
muestra según las propiedades sometidas a ensayo. Las muestras
pueden procesarse individualmente o en grupo, preferentemente en
grupo. Se dan a conocer detalles adicionales referentes a los
dispositivos para la administración y el muestreo automático que
resultan adecuados y referentes a los procedimientos de formulación
de soluciones o composiciones, en la solicitud de patente
copendiente US nº de serie 09/540.462.
Brevemente, una serie de empresas ha
desarrollado sistemas de micromatrices que pueden adaptarse para la
utilización en los sistemas descritos en la presente memoria,
aunque en la actualidad todos ellos están siendo utilizados
solamente para funciones de cribado, para la identificación de
compuestos con una actividad definida particular, y no para el
cribado de componentes o de compuestos de identidad conocida para la
identificación de combinaciones de componentes que resulten óptimas
para conseguir un resultado deseado. Dichos sistemas pueden requerir
modificaciones, lo que se encuentra perfectamente comprendido
dentro de los conocimientos del experto ordinario en la materia.
Entre los ejemplos de empresas que presentan sistemas de
micromatrices se encuentran Gene Logic, de Gaithersburg, MD (ver la
patente US nº 5.843.767, de Beattie), Luminex Corp., Austin, TX,
Beckman Instruments, Fullerton, CA, MicroFab Technologies, Plano,
TX, Nanogen, San Diego, CA, y Hyseq, Sunnyvale, CA. Estos
dispositivos someten a ensayo muestras basadas en una serie de
sistemas diferentes. Todos incluyen miles de canales microscópicos
que dirigen los componentes hasta los pocillos de muestra, donde
pueden producirse reacciones. Estos sistemas se encuentran
conectados a ordenadores para el análisis de datos utilizando
software y series de datos adecuados. El sistema de la empresa
Beckman Instruments puede distribuir muestras de nanolitros en
matrices de 96 ó 384 muestras, y resulta particularmente adecuado
para el análisis de hibridación de secuencias de moléculas
nucleótidas. El sistema de la empresa MicroFab Technologies
distribuye muestras utilizando impresoras de inyección de tinta
para distribuir muestras alícuotas discretas en pocillos.
Estos y otros sistemas pueden adaptarse según
resulte necesario para la utilización en la presente invención. Por
ejemplo, pueden generarse combinaciones de componentes activos y de
diversos componentes adicionales o inactivos a diversas
concentraciones utilizando software estándar de formulación (por
ejemplo, el software Matlab, disponible comercialmente de
Mathworks, Natick, Massachusetts). Las combinaciones generadas de
esta manera pueden descargarse a una hoja de cálculo, tal como
Microsoft EXCEL. A partir de la hoja de cálculo, se puede generar
una lista de trabajo para dar instrucciones al mecanismo de
distribución automática para la preparación de una matriz de
muestras según las diversas combinaciones generadas por el software
de formulación. La lista de trabajo puede generarse utilizando
procedimientos de programación estándares según el mecanismo de
distribución automática que se esté utilizando. La utilización de
las denominadas listas de trabajo simplemente permite la
utilización de un fichero como comando de proceso en lugar de etapas
de programación discretas. La lista de trabajo combina la
formulación de salida del programa de formulación con los comandos
adecuados en un formato de fichero que puede ser leído directamente
por el mecanismo de distribución automática.
El mecanismo de distribución automática
introduce en cada pocillo de muestra por lo menos un componente
activo, tal como un producto farmacéutico, así como diversos
componentes inactivos o adicionales, tales como solventes,
portadores, excipientes, y aditivos. Preferentemente, el mecanismo
de distribución automática puede proporcionar múltiples cantidades
de cada componente. En una forma de realización, el mecanismo de
distribución automática utiliza una o más válvulas
microsolenoidales.
Los sistemas de distribución automática de
líquidos y sólidos son bien conocidos y se encuentran comercialmente
disponibles, como por ejemplo el sistema Tecan Genesis, de
Tecan-US, RTP, North Carolina. El brazo robot puede
recoger y administrar componentes activos y componentes inactivos,
tales como soluciones, solventes, portadores, excipientes,
aditivos, y similares, desde una placa madre hasta un pocillo o
sitio para muestras. El procedimiento se repite hasta que se
completa una matriz. A continuación, las muestras se mezclan. Por
ejemplo, el brazo robot se mueve hacia arriba y hacia abajo en cada
placa de pocillos un número prefijado de veces con el fin de
garantizar un mezclado correcto.
Durante la utilización, el dispositivo (100) de
la figura 1 se ha descrito anteriormente como un dispositivo que
presenta un medio de depósito sobre el tejido (120) en los depósitos
(132), y muestras por debajo del tejido (120) en pocillos de
muestra (116) de la matriz (112).
Se describen infra formas de realización
adicionales de los sistemas y procedimientos de la presente
invención, particularmente con respecto a las figuras 2 a 8.
Antes de comentar detalles adicionales de los
sistemas y procedimientos para el cálculo de la transferencia a
través de una barrera de tejido de acuerdo con la presente
invención, los solicitantes presentan un comentario sobre las
composiciones de muestras adecuadas para la utilización en la
presente invención.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el
término "componente" se refiere a cualquier sustancia o
compuesto. Un componente puede ser activo o inactivo. Tal como se
utiliza en la presente memoria, la expresión "componente
activo" se refiere a una sustancia o a un compuesto que
proporciona una utilidad principal a una composición o a una
formulación cuando la composición o la formulación se utiliza para
su fin pretendido. Entre los ejemplos de componentes activos se
incluyen productos farmacéuticos, suplementos dietéticos,
medicamentos alternativos, y productos nutracéuticos.
Opcionalmente, los componentes activos pueden ser compuestos
sensoriales, compuestos agroquímicos, el componente activo de la
formulación de un producto de consumo, o el componente activo de la
formulación de un producto industrial. Tal como se utiliza en la
presente memoria, la expresión "componente inactivo" se
refiere a un componente que resulta útil o potencialmente útil para
servir en una composición o en una formulación para la
administración de un componente activo, pero que no contribuye de
manera significativa a las propiedades activas del componente
activo ni da lugar a la utilidad principal de la composición o de
la formulación. Entre los ejemplos de componentes inactivos
adecuados se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, mejoradores,
excipientes, portadores, solventes, diluyentes, estabilizantes,
aditivos, adhesivos, y combinaciones de los mismos.
Preferentemente, las muestras de una matriz
comprenden un componente activo y componentes inactivos. En una
forma de realización, los componentes activos de las muestras de la
matriz pueden ser iguales o diferentes, aunque en otra forma de
realización, las muestras de la matriz comprenden un componente
activo como componente activo en común y componentes inactivos. El
experto en la materia dispone de una serie de permutaciones, por
ejemplo cuando el componente activo es un producto farmacéutico, un
suplemento dietético, un medicamento alternativo, o un producto
nutracéutico, los componentes inactivos preferentes se seleccionan
de entre el grupo que consiste de excipientes, portadores,
solventes, diluyentes, estabilizantes, mejoradores, aditivos,
adhesivos, y combinaciones de los mismos.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el
término "muestra" se refiere a una mezcla de un componente
activo y uno o más componentes adicionales o componentes inactivos.
Preferentemente, una muestra comprende 2 o más componentes
adicionales, más preferentemente 3 o más componentes adicionales.
Generalmente, una muestra comprende un componente activo, aunque
puede comprender múltiples componentes activos. Además, las muestras
de una matriz de muestras pueden presentar uno o más componentes en
común. Una muestra puede encontrarse presente en cualquier
recipiente o soporte, o dentro o sobre cualquier material o
superficie, el único requisito es que las muestras se encuentren en
sitios separados. Preferentemente, las muestras se encuentran
contenidas en pocillos de muestra, por ejemplo, en placas de
pocillos (o placas de filtración) de 24, 36, 48 ó 96 muestras de
250 \mul de volumen, disponibles de Millipore, Bedford, MA. La
muestra puede comprender menos de aproximadamente 100 miligramos
del componente activo, preferentemente, menos de aproximadamente 1
miligramo, más preferentemente, menos de aproximadamente 100
microgramos, e incluso más preferentemente, menos de 100 nanogramos.
Preferentemente, la muestra presenta un volumen total de entre
aproximadamente 1 \mul y 200 \mul, más preferentemente de entre
aproximadamente 5 \mul y 150 \mul, todavía más preferentemente
de entre aproximadamente 10 \mul y 100 \mul. Las muestras
pueden ser de origen líquido o de origen sólido, incluyendo muestras
en forma de sólidos, semisólidos, películas, líquidos, soluciones,
geles, espumas, pastas, pomadas, triturados, suspensiones, o
emulsiones.
De acuerdo con la invención descrita en la
presente memoria, el "estado físico" de un componente
inicialmente se define con respecto a si se trata de un líquido o
un sólido. Si un componente es un sólido, el estado físico se
define adicionalmente por el tamaño de partícula y con respecto a si
el componente es cristalino o amorfo. Si el componente es
cristalino, el estado físico se divide adicionalmente en: (1) si la
matriz cristalina incluye un coaditivo, o si la matriz cristalina
originalmente incluía un coaditivo y éste fue eliminado, dejando un
hueco; (2) el hábito de cristalización; (3) la morfología, es decir,
el hábito de cristalización y la distribución del tamaño; y (4) la
estructura interna (polimorfismo). En un coaditivo, la matriz
cristalina puede incluir una cantidad de aditivo estequiométrica o
no estequiométrica, por ejemplo, un solvente de cristalización o
agua, es decir, un solvato o un hidrato. Entre los solvatos e
hidratos no estequiométricos se incluyen inclusiones o clatratos,
es decir, sitios dentro de la matriz cristalina en los que un
solvente o el agua han quedado atrapados en intervalos aleatorios,
por ejemplo, en canales. Un solvato o hidrato estequiométrico se
refiere a que una matriz cristalina incluye un solvente o agua en
una proporción específica. Es decir, el solvente o la molécula de
agua es parte de la matriz cristalina según una configuración
definida. Además, el estado físico de una matriz cristalina puede
cambiar mediante la eliminación de un coaditivo, originalmente
presente en la matriz cristalina. Por ejemplo, si se elimina un
solvente o el agua de un solvato o de un hidrato, se formará un
orificio dentro de la matriz cristalina, formando de esta manera un
estado físico nuevo. El hábito de cristalización es la descripción
de la apariencia exterior de un cristal individual, por ejemplo, un
cristal puede presentar una forma cúbica, tetragonal, ortorrómbica,
monoclínica, triclínica, romboidal, o hexagonal. Las propiedades de
procesamiento resultan afectadas por el hábito de cristalización. La
estructura interna de un cristal se refiere a la forma cristalina o
polimorfismo. Un compuesto dado puede existir en forma de
polimorfos diferentes, es decir, diferentes especies cristalinas.
Generalmente, los diferentes polimorfos de un compuesto dado son
tan diferentes en estructura y en propiedades como los cristales de
dos compuestos diferentes. La solubilidad, el punto de fusión, la
densidad, la dureza, la forma cristalina, las propiedades ópticas y
eléctricas, la presión de vapor, y la estabilidad, etc., todas ellas
varían con la forma polimórfica.
Tal como se ha indicado anteriormente, el
componente en común puede ser un componente activo, tal como un
producto farmacéutico, un suplemento dietético, un medicamento
alternativo, o un producto nutracéutico, o un componente inactivo.
En una forma de realización preferida de la presente invención, el
componente en común es un componente activo, y más preferentemente
un producto farmacéutico. Tal como se utiliza en la presente
memoria, la expresión "producto farmacéutico" se refiere a
cualquier sustancia o compuesto que presenta un efecto terapéutico,
preventivo de enfermedades, o profiláctico cuando se administra a un
animal o a un ser humano. La expresión producto farmacéutico
incluye fármacos de prescripción y fármacos de venta libre. Entre
los productos farmacéuticos adecuados para su utilización en la
presente invención se incluyen todos los conocidos o que todavía no
se han desarrollado.
Entre los ejemplos de productos farmacéuticos
adecuados se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, productos
farmacéuticos cardiovasculares, tales como besilato de amlodipina,
losartán potásico, irbesartán, hidrocloruro de diltiazem, bisulfato
de clopidogrel, digoxina, abciximab, furosemida, hidrocloruro de
amiodarona, beraprost, tocoferilnicotinato; componentes
antiinfecciosos, tales como amoxicilina, clavulanato potásico,
azitromicina, itraconazol, aciclovir, fluconazol, hidrocloruro de
terbinafina, etilsuccinato de eritromicina, y acetilsulfisoxazol;
componentes psicoterapéuticos, tales como hidrocloruro de
sertralina, venlafaxina, hidrocloruro de bupropión, olanzapina,
hidrocloruro de buspirona, alprazolam, hidrocloruro de
metilfenidato, maleato de fluvoxamina, y mesilatos ergoloides;
productos gastrointestinales, tales como lansoprazol, hidrocloruro
de ranitidina, famotidina, hidrocloruro de ondansetrón,
hidrocloruro de granisetrón, sulfasalazina, e infliximab; terapias
respiratorias, tales como loratadina, hidrocloruro de fexofenadina,
hidrocloruro de cetirizina, fluticasonapropionato,
salmeterolxinafoato, y budesonida; reductores del colesterol, tales
como calcio de atorvastatina, lovastatina, bezafibrato,
ciprofibrato, y gemfibrozilo; terapias contra el cáncer y
relacionadas con el cáncer, tales como paclitaxel, carboplatino,
citrato de tamoxifeno, docetaxel, hidrocloruro de epirubicina,
acetato de leuprolida, bicalutamida, implante de acetato de
goserelina, hidrocloruro de irinotecán, hidrocloruro de gemcitabina,
y sargramostim; modificadores de la sangre, tales como epoetina
alfa, enoxaparín sódico, y factor antihemofílico; componentes
antiartríticos, tales como celecoxib, nabumetona, misoprostol, y
rofecoxib; productos farmacéuticos contra el SIDA y relacionados
con el SIDA, tales como lamivudina, sulfato de indinavir,
estavudina, y lamivudina; terapias contra la diabetes y
relacionadas con la diabetes, tales como hidrocloruro de metformina,
troglitazona, y acarbosa; compuestos biológicos, tales como la
vacuna contra la hepatitis B, y la vacuna contra la hepatitis A;
hormonas, tales como estradiol, micofenolatomofetilo, y
metilprednisolona; analgésicos, tales como hidrocloruro de
tramadol, fentanilo, metamizola, cetoprofeno, sulfato de morfina,
acetilsalicilato de lisina, cetorolac trometamina, morfina,
loxoprofeno sódico, e ibuprofeno; productos dermatológicos, tales
como isotretinoina y fosfato de clindamicina; anestésicos, tales
como propofol, hidrocloruro de midazolam, e hidrocloruro de
lidocaína; terapias contra la migraña, tales como succinato de
sumatriptán, zolmitriptán, y benzoato de rizatriptán; compuestos
sedantes e hipnóticos, tales como zolpidem, tartrato de zolpidem,
triazolam, y butilbromuro de hicosina; componentes para formación
de imágenes, tales como iohexol, tecnecio, TC99M, sestamibi,
yomeprol, gadodiamida, yoversol, e yopromida; y componentes para
diagnóstico y contraste, tales como alsactida, americio, betazol,
histamina, manitol, metirapona, petagastrín, fentolamina, B_{12}
radioactiva, gadodiamida, ácido gadopentético, gadoteridol, y
perflubrón. Entre otros productos farmacéuticos para su utilización
en la presente invención se incluyen aquellos que se indican a
continuación en la Tabla 1, que adolecen de problemas que podrían
mitigarse mediante el desarrollo de nuevas composiciones o
formulaciones utilizando los sistemas, las matrices y los
procedimientos de la presente invención.
| Marca comercial | Compuesto químico | Propiedades |
| SANDIMMINE | ciclosporina | Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua. |
| TAXOL | paclitaxel | Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua. |
| VIAGRA | citrato de sildenafilo | Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua. |
| NORVIR | ritonavir | Puede experimentar un cambio polimórfico durante el |
| transporte y el almacenamiento. | ||
| FULVICIN | griseofulvina | Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua. |
| FORTOVASE | saquinavir | Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua. |
Se indican todavía más ejemplos de productos
farmacéuticos adecuados en 2000 Med. Ad. News
19:56-60, y en The Physicians Desk
Reference, edición 53^{a}, páginas 792-796,
Medical Economics Company, 1999.
Entre los ejemplos de productos farmacéuticos
para uso veterinario adecuados se incluyen, aunque sin limitarse a
ellos, vacunas, antibióticos, componentes para la mejora del
crecimiento, y compuestos antiparasitarios. En The Merck
Veterinary Manual, 8^{a} edición, Merck y Co., Inc., Rahway,
N.J., 1998; (1997); The Encyclopedia of Chemical Technology,
24 Kirk-Othomer (4^{a} edición, página 826); y
Veterinary Drugs en ECT, 2^{a} edición, vol. 21, por A. L.
Shore y R. J. Magee, American Cyanamid Co., se proporcionan otros
ejemplos de productos farmacéuticos veterinarios adecuados. Entre
otros componentes activos adecuados para el análisis de la
transferencia a través de tejidos (o a través de membranas) que
utilizan los sistemas y los procedimientos de la presente invención
se incluyen los suplementos dietéticos, los medicamentos
alternativos y los productos nutracéuticos.
Tal como se utiliza en la presente memoria, la
expresión "suplemento dietético" se refiere a una sustancia no
calórica o con una cantidad de calorías insignificante administrada
a un animal o a un ser humano para proporcionar un beneficio
nutricional, o a una sustancia no calórica o con una cantidad de
calorías insignificante administrada en un alimento para
proporcionar a éste propiedades estéticas, de textura,
estabilizantes, o beneficios nutricionales. Entre los suplementos
dietéticos se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, ligantes de
grasa, tales como el caduceo; aceites de pescado; extractos
vegetales, tales como extractos de ajo y extractos de pimienta;
vitaminas y minerales; aditivos alimentarios, tales como
conservantes, acidulantes, componentes antiapelmazante, componentes
antiespumantes, antioxidantes, componentes de carga, componentes
colorantes, componentes de curado, fibras dietéticas,
emulsionantes, enzimas, componentes endurecedores, humectantes,
agentes de fermentación, lubricantes, edulcorantes no nutritivos,
solventes de categoría alimentaria, espesantes; sustitutos de la
grasa, mejoradores de sabor; y adyuvantes dietéticos, tales como los
supresores del apetito. Se proporcionan ejemplos de suplementos
dietéticos adecuados en The Encyclopedia of Chemical
Technology, 11 Kirk-Othomer (4^{a} edición,
páginas 805-833), (1994). Se proporcionan ejemplos
de vitaminas adecuadas en The Encyclopedia of Chemical Technology,
25 Kirk-Othomer (4^{a} edición, página 1), (1998),
y en Goodman & Gilmans: The Pharmacological Basis of
Therapeutics, 9a edición, editores Joel G. Harman y Lee E.
Limbird, McGraw-Hill, 1996, página 1547. Se
proporcionan ejemplos de minerales adecuados en The Encyclopedia
of Chemical Technology, 16 Kirk-Othomer
(4^{a} edición, página 746) y en "Mineral Nutrients" en ECT,
3^{a} edición, vol. 15, páginas 570-603, por C.
L. Rollinson y M. G. Enig, University of Maryland.
Tal como se utiliza en la presente memoria, la
expresión "medicamento alternativo" se refiere a una sustancia,
preferentemente una sustancia natural, tal como una hierba o un
extracto o un concentrado de hierbas, administrado a un sujeto o a
un paciente para el tratamiento de una enfermedad o por la salud o
bienestar generales, en la que la sustancia no requiere la
aprobación de la FDA. Entre los ejemplos de medicamentos
alternativos se incluyen, aunque sin limitarse a ellas, gingko
biloba, raíz de ginseng, raíz de valeriana, corteza de roble, kava
kava, equinácea, raíz de harphagophyti, otras se indican en
The Complete German Commission E Monographs: Therapeutic Guide
to Herbal Medicine, Mark Blumenthal et al. editores,
Integrative Medicine Communications, 1998.
\newpage
Tal como se utiliza en la presente memoria, la
expresión "producto nutracéutico" se refiere a un alimento o a
un producto alimenticio que presenta tanto propiedades calóricas
como propiedades farmacéuticas o terapéuticas. Entre los ejemplos
de productos nutracéuticos se incluyen el ajo, la pimienta, los
salvados y las fibras, y en M. C. Linder, editor, Nutritional
Biochemistry and Metabolism with Clinical Applications,
Elsevier, New York, 1985; Pszczola et al., 1998 Food
Technology 52:30-37, y Shukla et al.,
1992 Cereal Foods World 37:665-666, se
proporcionan ejemplos de productos nutracéuticos adecuados en forma
de bebidas saludables.
Preferentemente, cuando el componente activo es
un producto farmacéutico, un suplemento dietético, un medicamento
alternativo, o un producto nutracéutico, por lo menos un componente
adicional o algunos componentes adicionales son excipientes. Tal
como se utiliza en la presente memoria, el término "excipiente"
se refiere a una sustancia inactiva utilizada para la formulación
de productos farmacéuticos como resultado del procesamiento, la
preparación o la utilización por los expertos en la materia para la
formulación de productos farmacéuticos, suplementos dietéticos,
medicamentos alternativos, y productos nutracéuticos para la
administración a animales o a seres humanos. Preferentemente, los
excipientes se encuentran autorizados o se consideran seguros para
la administración a seres humanos y a animales. Entre los ejemplos
de excipientes adecuados se incluyen, aunque sin limitarse a ellos,
acidulantes, tales como ácido láctico, ácido hidroclórico, y ácido
tartárico; componentes solubilizantes, tales como surfactantes no
iónicos, catiónicos y aniónicos; absorbentes, tales como bentonita,
celulosa, y caolín; componentes alcalizantes, tales como
dietanolamina, citrato potásico, y bicarbonato sódico; componentes
antiapelmazantes, tales como fosfato de calcio tribásico,
trisilicato de magnesio, y talco; componentes antimicrobianos,
tales como ácido benzoico, ácido sórbico, alcohol bencílico, cloruro
de bencetonio, bronopol, alquil parabenese, cetrimida, fenol,
acetato fenilmercúrico, timerosol, y fenoxietanol; antioxidantes,
tales como ácido ascórbico, alfa-tocoferol, galato
de propilo, y metabisulfito sódico; compuestos ligantes, tales como
acacia, ácido algínico, carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa;
dextrina, gelatina, goma guar, silicato de magnesio y aluminio,
maltodextrina, povidona, almidón, aceite vegetal, y ceína;
componentes tampón, tales como fosfato sódico, ácido málico, y
citrato potásico; componentes quelantes, tales como EDTA, ácido
málico, y maltol; componentes de recubrimiento, tales como azúcar
añadido, alcohol cetílico, alcohol polivinílico, cera carnauba,
maltitol lactosa, dióxido de titanio; vehículos de liberación
controlada, tales como cera microcristalina, cera blanca, y cera
amarilla; secantes, tales como sulfato de calcio; detergentes, tales
como lauril sulfato sódico; diluyentes, tales como fosfato de
calcio, sorbitol, almidón, talco, lactitol, polimetacrilatos,
cloruro sódico, y glicerilpalmitostearato; desintegrantes, tales
como dióxido de silicona colodial, croscarmelosa sódica, silicato de
magnesio y aluminio, polacrilín potásico, y glicolato de almidón
sódico; componentes de dispersión, tales como poloxamero 386, y
ésteres grasos de polioxietileno (polisorbatos); emolientes, tales
como alcohol cetearílico, lanolina, aceite mineral, petrolato,
colesterol, miristato de isopropilo, y lecitina; componentes
emulsionantes, tales como cera emulsionante aniónica,
monoetanolamina, y triglicéridos de cadena media; componentes
saborizantes, tales como etilmaltol, etilvanillina, ácido fumárico,
ácido málico, maltol, y mentol; humectantes, tales como glicerina,
propilenglicol, sorbitol, y triacetina; lubricantes, tales como
estearato de calcio, aceite de canola, palmitoestearato de
glicerilo, óxido de magnesio, poloxímero, benzoato sódico, ácido
esteárico, y estearato de cinc; solventes, tales como alcoholes,
formato de bencilfenilo, aceites vegetales, dietilftalato,
etiloleato, glicerol, glicofurol, índigo carmín, polietilenglicol,
amarillo sunset, tartacina, triacetina; componentes estabilizantes,
tales como ciclodextrinas, albúmina, goma xantano; y componentes de
tonicidad, tales como glicerol, dextrosa, cloruro potásico, y
cloruro sódico; y mezclas de los mismos. Entre los excipientes se
incluyen aquellos que alteran la tasa de absorción, la
biodisponibilidad, u otras propiedades farmacocinéticas de los
productos farmacéuticos, los suplementos dietéticos, los
medicamentos alternativos, o los productos nutracéuticos. Se
proporcionan otros ejemplos de excipientes adecuados, tales como
compuestos ligantes y rellenos en Remington's Pharmaceutical
Sciences, 18^{a} edición, editor Alfonso Gennaro, Mack
Publishing Co. Easton, Pa., 1995, y en Handbook of
Pharmaceutical Excipients, 3^{a} edición, editor Arthur H.
Kibbe, American Pharmaceutical Association, Washington D.C.,
2000.
Entre los excipientes que típicamente se
utilizan en la formación de dispositivos de administración
transdérmica, y por lo tanto, aquellos que resultan particularmente
útiles para la formulación de las muestras de la presente
invención, se encuentran los mejoradores de penetración, los
adhesivos y los solventes. Cada uno de ellos se analiza más
detalladamente a continuación.
Se pueden utilizar diversos tipos de mejoradores
de penetración para la mejora del transporte transdérmico de
fármacos. Los mejoradores de penetración pueden clasificarse en
mejoradores químicos y mejoradores mecánicos, cada uno de los
cuales se describe más detalladamente a continuación.
Los mejoradores químicos mejoran las tasas de
transporte molecular a través de tejidos o membranas mediante una
diversidad de mecanismos. En la presente invención, los mejoradores
químicos preferentemente se utilizan para reducir las propiedades
de barrera del estrato córneo. Entre las interacciones de los
fármacos se incluye la modificación del fármaco a un estado más
permeable (un profármaco) que, a continuación, se metaboliza dentro
del cuerpo nuevamente a su forma original
(6-fluoruroacilo, hidrocortisona) (Hadgraft, 1985);
o el incremento de la solubilidad de los fármacos (etanol,
propilenglicol). A pesar del gran esfuerzo de investigación
realizado (se han estudiado bastante más de 200 compuestos)
(Chattaraj y Walker, 1995), todavía no existen teorías mecanísticas
aplicables universalmente para la mejora química del transporte
molecular. La mayoría de los trabajos publicados en el campo de los
mejoradores químicos se han llevado a cabo basándose principalmente
en la experiencia y en procedimientos de ensayo y error (Johnson,
1996).
Se han identificado muchas clases diferentes de
mejoradores químicos, entre los que se incluyen los surfactantes
catiónicos, aniónicos, y no iónicos (dodecilsulfato sódico,
polioxámeros); ácidos grasos y alcoholes (etanol, ácido oleico,
ácido láurico, liposomas); agentes anticolinérgicos (bromuro de
bencilonio, bromuro de oxifenonio); alcanonas
(n-heptano); amidas (urea,
N,N,dietil-m-toluamida); ésteres de
ácidos grasos (n-butirato); ácidos orgánicos
(ácido cítrico); polioles (etilenglicol, glicerol); sulfóxidos
(dimetilsulfóxido); y terpenos (ciclohexeno) (Hadgraft y Guy, 1989;
Walters, 1989; Williams y Barry, 1992; Chattaraj y Walker, 1995). La
mayoría de estos mejoradores interaccionan con la piel o con el
fármaco. En la presente memoria, aquellos mejoradores que
interaccionan con la piel se denominan "mejoradores de la
permeación lipídica", y entre las interacciones con la piel se
incluyen la partición del mejorador en el estrato córneo, provocando
la alteración de las bicapas lipídicas (azona, etanol, ácido
láurico), la unión y la alteración de las proteínas en el estrato
córneo (dodecil sulfato sódico, dimetilsulfóxido), o la hidratación
de las bicapas lipídicas (urea, bromuro de bencilonio). Otros
mejoradores químicos trabajan incrementando la administración
transdérmica de un fármaco mediante el incremento de la solubilidad
del fármaco en su vehículo (en lo sucesivo denominados
"mejoradores de solubilidad"). Los mejoradores de la
permeación lipídica, los mejoradores de solubilidad, y las
combinaciones de mejoradores (también denominadas "sistemas
binarios") se describen más detalladamente a continuación.
Los compuestos químicos que mejoran la
permeabilidad a través de los lípidos son conocidos y se encuentran
disponibles comercialmente. Por ejemplo, el etanol incrementa la
solubilidad de los fármacos hasta 10.000 veces y proporciona un
incremento de flujo de 140 veces del estradiol, aunque los ácidos
grasos insaturados incrementan la fluidez de las bicapas lipídicas
(Bronaugh y Maibach, editores (Marcel Dekker 1989) páginas
1-12). Entre los ejemplos de ácidos grasos que
alteran la bicapa lipídica se incluyen ácido linoleico, ácido
cáprico, ácido láurico, y ácido neodecanoico, que pueden encontrarse
en un solvente, tal como etanol o propilenglicol. La evaluación de
los datos publicados sobre permeación con agentes de alteración de
la bicapa lipídica concuerda muy bien con la observación de que
existe una dependencia del tamaño en la mejora de la permeación para
los compuestos lipofílicos. Aungst et al., Pharm.
Res. 7,712-718, 1990, informan de la mejora de
la permeación por tres compuestos que alteran la bicapa: el ácido
cáprico, el ácido láurico, y el ácido neodecanoico, en
propilenglicol. Los autores de este trabajo examinaron la
permeabilidad de cuatro compuestos lipofílicos: el ácido benzoico
(122 Da), la testosterona (288 Da), la naloxona (328 Da), y la
indometacina (359 Da), a través de piel humana. La mejora de
permeabilidad de cada mejorador para cada fármaco se calculó según
la fórmula E_{c}_{/pg} = P_{e/pg}/P_{pg}, en la que
P_{e/pg} es la permeabilidad del fármaco desde la formulación de
mejorador/propilenglicol, y P_{pg} es la permeabilidad del
propilenglicol solo.
El mecanismo principal mediante el que se cree
que los ácidos grasos insaturados, tales como el ácido linoleico,
mejoran la permeabilidad cutánea, consiste en la desorganización del
dominio lipídico intercelular. Por ejemplo, se han llevado a cabo
estudios estructurales detallados de ácidos grasos insaturados,
tales como el ácido oleico, utilizando la calorimetría de barrido
diferencial (Barry J., Controlled Release 6,
85-97, 1987) y la espectroscopía de infrarrojos
(Ongpipattanankul et al., Pharm. Res. 8,
350-354, 1991; Mark et al., J. Control.
Rd. 12, 67-75, 1990). Se pudo apreciar que el
ácido oleico alteraba las bicapas lipídicas SC altamente ordenadas,
y que posiblemente forma una fase aceitosa separada en el dominio
intercelular. La bicapas lipídicas SC alteradas por ácidos grasos
insaturados u otros alteradores de la bicapa pueden ser de
naturaleza similar a las bicapas lipídicas en fase fluida.
Una fase separada de aceite debería tener
propiedades similares a una fase libre de aceite. Los conocimientos
sobre el transporte de bicapas fluidas y sobre fases libre de aceite
son amplios. Específicamente, los coeficientes de difusión en la
fase fluida, por ejemplo, las bicapas de dimiristoilfosfatidilcolina
(DMPC) (Clegg y Vaz en "Progress in Protein-Lipid
Interactions" Watts, ed. (Elsevier, N.Y., 1985)
173-229; Tocanne, et al., FEB 257,
10-16, 1989), y en la fase libre de aceite (Perry,
et al., "Perry's Chemical Engineering Handbook",
McGraw-Hill, NY, 1984), son superiores a los
coeficientes de las bicapas de SC, y más importante, muestran
dependencias dimensionales considerablemente inferiores a las
mostradas en el transporte de las bicapas de SC (Kasting, et
al., en: "Prodrugs: Topical and Ocular Delivery" Sloan.
editor Marcel Dekker, N.Y., 1992, páginas 117-161;
Ports y Guy, Pharm. Res. 9, 663-339, 1992;
Willschut, et al. Chemosphere 30, 1275-1296,
1995). Como resultado, el coeficiente de difusión de un soluto dado
es superior en una bicapa fluida, tal como DMPC, o en una fase
libre de aceite, que en las bicapas de SC. Debido a la fuerte
dependencia dimensional del transporte de las bicapas de SC, la
difusión en lípidos de las bicapas de SC es considerablemente más
lenta para compuestos de dimensiones más grandes, aunque el
transporte en bicapas DMPC fluidas y en fases libres de aceite es
sólo moderadamente inferior para compuestos de dimensiones más
grandes. La diferencia entre el coeficiente de difusión en las
bicapas de SC y en las bicapas DMPC fluidas o en las fases libres de
aceite es mayor para solutos más grandes, y menor para compuestos
más pequeños. Por lo tanto, la capacidad de mejora de un compuesto
de desorganización de la bicapa que puede transformar las bicapas
lipídicas de SC en una fase de bicapa fluida o añadir una fase
libre de aceite que ha sido separada, debería mostrar una
dependencia del tamaño, con mejoras de permeabilidad menores para
compuestos pequeños y mejoras mayores para compuestos más
grandes.
En la solicitud de patente europea nº 43.738
(1982) se describe una lista completa de agentes de alteración de
las bicapas lipídicas. Los compuestos ejemplares se encuentran
representados por la fórmula siguiente:
\newpage
R-X, en la que R es un alquilo
de cadena lineal de entre aproximadamente 7 y 16 átomos de carbono,
un alquenilo no terminal de entre aproximadamente 7 y 22 átomos de
carbono, y/o alquilo de cadena ramificada de entre aproximadamente
13 y 22 átomos de carbono, y X es -OH, -COOCH_{3},
-COOC_{2}H_{5}, -OCOCH_{3}, -SOCH_{3},
-P(CH_{3})_{2}O,
COOC_{2}H_{4}OC_{4}H_{4}OH,
-COOCH(CHOH)_{4}CH_{3}OH,
-COOCH_{2}CHOHCH_{3}, COOCH_{2}CH(OR'')CH_{2}OR'',
-(OCH_{2}CH_{2})_{m}
OH, -COOR', o -CONR'_{2}, en las que R' es H, -CR_{3}, -C_{2}H_{5}, -C_{2}H_{7} o -C_{2}H_{4}OH; R'' es -H, o un alquenilo no terminal de entre aproximadamente 7 y 22 átomos de carbono; y m es 2 a 6; a condición de que, cuando R'' es un alquenilo y X es –OH o COOH, por lo menos un doble enlace se encuentra en configuración cis.
OH, -COOR', o -CONR'_{2}, en las que R' es H, -CR_{3}, -C_{2}H_{5}, -C_{2}H_{7} o -C_{2}H_{4}OH; R'' es -H, o un alquenilo no terminal de entre aproximadamente 7 y 22 átomos de carbono; y m es 2 a 6; a condición de que, cuando R'' es un alquenilo y X es –OH o COOH, por lo menos un doble enlace se encuentra en configuración cis.
Otra forma de mejora de la administración
transdérmica de un fármaco consiste en utilizar mejoradores de
solubilidad química que incrementen la solubilidad del fármaco en
su vehículo. Esto se puede conseguir a través del cambio de la
interacción fármaco-vehículo mediante la
introducción de diferentes excipientes, o a través del cambio de la
cristalinidad del fármaco (Flynn y Weiner, 1993).
Entre los mejoradores de solubilidad se incluyen
dioles acuosos, tales como propilenglicol y glicerol; monoalcoholes,
tales como etanol, propanol, y alcoholes superiores; DMSO;
dimetilformamida; N,N-dimetilacetamida;
2-pirrolidona; N-(2-hidroxietilo)
pirrolidona, N-metilpirrolidona,
1-dodecilazacicloheptan-2-ona
y otros
alquil-azacicloalquil-2-onas
n-sustituidos.
La patente US nº 4.537.776 de Cooper contiene un
resumen de información que detalla la utilización de determinados
sistemas binarios para la mejora de la penetración. La solicitud de
patente europea nº 43.738 también describe la utilización de dioles
seleccionados como solventes junto con una amplia categoría de
compuestos de alteración de la envoltura celular para la
administración de componentes lipofílicos farmacológicamente
activos. En la solicitud de patente GB 2.153.223 A se da a conocer
un sistema binario para la mejora de la penetración de la
metaclopramida, que consiste en un éster de alcohol monovalente de
un ácido monocarboxílico alifático C8-32
(insaturado y/o ramificado si es C18-32) o de un
monoalcohol alifático C6-24 (insaturado y/o
ramificado si es C14-24), y un compuesto
N-cíclico, tal como 2-pirrolidona o
N-metilpirrolidona.
En la patente US nº 4.973.468 se dan a conocer
combinaciones de mejoradores consistentes de monoetil dietilenglicol
o monometil éter con monolaurato de propilenglicol y laurato de
metilo para la mejora de la administración transdérmica de
esteroides, tales como progestógenos y estrógenos. En la patente US
nº 4.820.720 se da a conocer un mejorador doble para la mejora de
la administración transdérmica de fármacos, que consiste de
molaurato de glicerol y etanol. La patente US nº 5.006.342
proporciona numerosos mejoradores para la administración
transdérmica de fármacos, que consisten de ésteres de ácido graso o
éteres de alcoholes grasos de alcadenioles C_{2} a C_{4}, en
los que cada ácido graso/parte alcohol del éster/éter contiene entre
aproximadamente 8 y 22 átomos de carbono. La patente US nº
4.863.970 da a conocer composiciones de mejora de la penetración
para la aplicación por vía tópica, incluyendo un permeante activo
contenido en un vehículo de mejora de penetración que contiene
cantidades específicas de uno o más compuestos de alteración de la
cubierta celular, tales como ácido oleico, alcohol oleílico, y
glicerol ésteres del ácido oleico; un alcanol C_{2} o C_{3} y un
diluyente inerte, tal como agua.
Entre otros mejoradores químicos, no
necesariamente asociados a sistemas binarios, se incluyen
dimetilsulfóxido (DMSO) o soluciones acuosas de DMSO, tales como
las que se describen en la patente US nº 3.551.554, de Herschler;
la patente US nº 3.771.602 de Herschler y la patente US nº
3.711.606, de Herschler, y las azonas
(alquilo-azacicloalquil-2-onas
n-sustituidos), tales como las que se dan a conocer
en la patente US nº 4.557.943, de Cooper. En el documento
PCT/US96/12244 del Massachusetts Institute Technology, unos
experimentos pasivos con dilaurato de polietilenglicol 200 (PEG),
isopropilmiristaro (IM), y triolato de glicerol (GT) han resultado
en valores de mejora del flujo de corticosterona de solamente 2, 5
y 0,8 en respecto al flujo pasivo del PBS solo. Sin embargo, el
etanol al 50% y el LA/etanol incrementan significativamente los
flujos pasivos de la corticosterona por factores de 46 y de
900.
Algunos sistemas de mejora químicos pueden
presentar efectos secundarios negativos, tales como toxicidad e
irritaciones cutáneas. La patente US nº 4.855.298 da a conocer
composiciones para la reducción de las irritaciones cutáneas
provocadas por composiciones que contienen mejoradores químicos con
propiedades de irritación cutánea, con una cantidad de glicerina
suficiente para proporcionar un efecto antiirritante. La presente
invención permite someter a ensayo los efectos de un gran número de
mejoradores sobre el transporte a través de una barrera de tejido,
tal como el transporte transdérmico, de un compuesto, de un producto
farmacéutico, o de otro componente.
Por conveniencia, los mejoradores mecánicos se
definen de manera que se incluye prácticamente cualquier mejorador
externo, tal como ultrasonidos, presión mecánica u osmótica, campos
eléctricos (electroporación o iontoforesis) o campos
magnéticos.
Se ha informado con frecuencia de la utilización
de ultrasonidos (típicamente en el intervalo de entre 20 KHz y 10
MHz de frecuencia) para la mejora de la administración transdérmica.
Los ultrasonidos se han aplicado solos y en combinación con otros
mejoradores químicos y/o mecánicos. Por ejemplo, tal como se informa
en la patente PCT/US96/12244, del Massachusetts Institute of
Technology, la utilización conjunta de terapia de ultrasonidos (1
MHz, 1,4 W/cm^{2}) y de mejoradores químicos produce flujos de
corticosterona a partir de PBS, PEG, IM y GT superiores a los
flujos pasivos obtenidos con los mismos mejoradores químicos en
factores de entre 1,3 y 5,0. La combinación de ultrasonidos y
etanol al 50% produce un incremento del transporte de corticosterona
de 2 veces con respecto al caso pasivo, aunque un incremento del
transporte de 14 veces a partir de LA/etanol, proporcionando un
flujo de 0,16 mg/cm^{2}/hora, 13.000 veces superior que el
obtenido a partir de PBS solo.
También se pueden utilizar gradientes de presión
para la mejora del movimiento de los líquidos a través de la piel.
La presión puede aplicarse mediante un dispositivo de vacío o de
presión positiva. Por otra parte, se puede utilizar la presión
osmótica para llevar a cabo el transporte transdérmico.
De manera similar, se ha podido apreciar que la
aplicación de una corriente eléctrica mejora el transporte
transdérmico de fármacos y la extracción de analitos de la sangre.
Dicha corriente eléctrica mejora el transporte mediante mecanismos
diferentes. Por ejemplo, en primer lugar, la aplicación de un campo
eléctrico proporciona una fuerza motriz para el transporte de
moléculas cargadas a través de la piel, y en segundo lugar, el
movimiento iónico provocado por la aplicación de campos eléctricos
puede inducir flujos convectivos a través de la piel, lo que se
denomina electroósmosis. Se cree que este mecanismo desempeña un
papel dominante en el transporte transdérmico de moléculas neutras
durante la iontoforesis. La iontoforesis implica la aplicación de
una corriente eléctrica, preferentemente de CC, o de CA, a una
densidad de corriente superior a cero y de hasta aproximadamente 1
mA/cm^{2}. En el artículo de Tamada et al., Proceed.
Intern. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater.
22:129-130, 1995, se dan a conocer mejoras de la
permeabilidad cutánea obtenidas mediante la utilización de
corrientes eléctricas para conseguir la extracción transdérmica de
la glucosa.
Puede utilizarse la aplicación de campos
magnéticos en piel tratada previamente o en combinación con otros
mejoradores de la permeación para transportar magnéticamente
especies activas a través de la piel. Por ejemplo, podrían
transportarse a través de la piel microesferas de polímero cargadas
con partículas magnéticas.
Algunos dispositivos para la administración de
un componente activo o de fármacos a través de un barrera de
tejido, y particularmente dispositivos de administración
transdérmica, tales como los parches transdérmicos, típicamente
incluyen un adhesivo. Con frecuencia el adhesivo forma la matriz en
la que el componente activo o el fármaco se disuelve o se dispersa
y, por supuesto, está destinado a mantener el dispositivo en
contacto estrecho con el tejido, tal como la piel. La
compatibilidad del componente activo o del fármaco con el adhesivo
resulta influenciada por su solubilidad en dicho adhesivo. Cualquier
condición de sobresaturación producida durante el almacenamiento o
durante la utilización resulta generalmente muy estable frente la
precipitación del componente activo o del fármaco en la matriz del
adhesivo. Resulta deseable que el adhesivo presente una solubilidad
elevada para incrementar la fuerza motriz para la permeación a
través del tejido y para mejorar la estabilidad del
dispositivo.
Se utilizan diversas clases de adhesivos, cada
uno de los cuales contiene muchas posibles formas de adhesivos.
Entre estas clases se incluyen adhesivos polisobutilenos, de
silicona, y acrílicos. Los adhesivos acrílicos se encuentran
disponibles en muchas formas derivatizadas. De esta manera, con
frecuencia resulta un problema muy difícil la selección del mejor
adhesivo para su utilización con cualquier fármaco y mejorador
particulares. Típicamente, todos los ingredientes que deben
encontrarse en el dispositivo se disuelven en un solvente y se
utilizan para moldear o para recubrir un material de soporte de
plástico. La evaporación del solvente deja una película adhesiva
que contiene el fármaco. La presente invención permite un ensayo
rápido y eficiente de los efectos de diversos tipos y cantidades de
adhesivos en una composición o formulación de muestra.
Los solventes para el componente activo, el
portador, o el adhesivo se seleccionan a partir de su
biocompatibilidad, así como de la solubilidad del material que debe
disolverse, y en los casos en los que resulte apropiado, a partir
de la interacción con el componente activo o agente diana de
administración. Por ejemplo, la facilidad con la que el componente
activo o el agente se disuelven en el solvente y la ausencia de
efectos perjudiciales del solvente sobre el componente activo o
sobre el agente diana de administración, son factores a considerar
durante la selección del solvente. Se pueden utilizar solventes
acuosos para preparar matrices formadas por polímeros solubles en
agua. Típicamente, para la disolución de polímeros hidrofóbicos y
algunos polímeros hidrofílicos, se utilizan solventes orgánicos.
Entre los solventes orgánicos preferentes se encuentran los
solventes volátiles o los que presentan un punto de ebullición
relativamente bajo o los que pueden eliminarse bajo vacío y los que
resultan aceptables para la administración a seres humanos en
cantidades traza, tales como el cloruro de metileno. También pueden
utilizarse otros solventes, tales como acetato, etanol, metanol,
dimetilformamida (DMF), acetona, acetonitrilo, tetrahidrofurano
(THF), ácido acético, dimetilsulfóxido (DMSO) y cloroformo, y
combinaciones de los mismos. Preferentemente se consideran solventes
aquellos clasificados como solventes residuales de clase 3 por la
Food and Drug Administration, según se publica en el Federal
Register, vol. 62, número 85, páginas 24301-24309
(mayo de 1997). Los solventes para fármacos típicamente son agua
destilada, solución salina tamponada, lactato de Ringer o algunos
otros portadores farmacéuticamente aceptables.
Los procedimientos de cribado de alto
rendimiento de la presente invención identifican, por ejemplo: 1)
composiciones o formulaciones óptimas que comprenden uno o más
componentes activos y uno o más componentes inactivos para
conseguir características deseadas en dichas composiciones o
formulaciones, 2) composiciones de adhesivos/mejoradores/excipientes
óptimas para la compatibilidad con un componente activo o fármaco,
3) composiciones de componente activo o
fármaco/adhesivos/mejorador/aditivo óptimas para un flujo de fármaco
máximo a través del estrato córneo, y 4) composiciones de
componente activo o fármaco/adhesivo/mejorador/aditivo para
minimizar la citoxicidad.
Los requisitos básicos para la preparación de
muestras, el procesamiento, y el cribado son un mecanismo de
distribución y un mecanismo de ensayo, o de cribado. El mecanismo de
distribución añade componentes en sitios diferentes de una placa
matriz, tal como en pocillos de muestra. Preferentemente, el
mecanismo de distribución se automatiza y se controla mediante
software informático y puede modificar por lo menos una variable de
adición, por ejemplo la identidad del componente o componentes y/o
la concentración del componente, más preferentemente dos o más
variables. Por ejemplo, el rellenado o la adición de una muestra,
tal como un producto farmacéutico y excipientes (por ejemplo,
mejoradores y adhesivos) en un pocillo de muestra, implica la
utilización de tecnologías y robótica para la manipulación de
materiales bien conocidas por los expertos en la materia de los
procedimientos de fabricación farmacéutica. Por supuesto, si se
desea, se pueden introducir componentes individuales manualmente en
el pocillo apropiado de la matriz. Esta técnica de coger y colocar
también es conocida por los expertos en la materia. Preferentemente
se utiliza un mecanismo de ensayo para someter a ensayo una o más
propiedades de cada muestra, tales como la concentración del
fármaco como una función del tiempo. Preferentemente, el mecanismo
de ensayo se automatiza y se ejecuta por ordenador.
En una forma de realización, el sistema
comprende además un mecanismo de procesamiento para procesar las
muestras tras añadir los componentes. Por ejemplo, tras añadir un
componente al pocillo de muestra, aunque antes de ensamblar el
dispositivo, y particularmente antes de colocar el espécimen de
tejido sobre el pocillo de muestra, las muestras pueden procesarse
mediante mezcla, molido, filtración, centrifugación, emulsión, o
eliminación de los solventes (por ejemplo, mediante liofilización),
y mediante reconstitución, etc., utilizando procedimientos y
dispositivos bien conocidos de la técnica. Preferentemente, las
muestras se procesan automáticamente y concurrentemente.
Tal como se ha indicado supra, un
procedimiento preferente de utilización del dispositivo para la
transferencia a través de una barrera de tejido de la figura 1
implica la determinación, directa o indirectamente, de la
presencia, la ausencia o la concentración de los componentes (por
ejemplo los productos farmacéuticos) que se difunden a través del
tejido (120) hasta los depósitos (132) de la matriz. Dichas
mediciones pueden llevarse a cabo mediante una diversidad de medios
conocidos por los expertos en la materia. Por ejemplo, puede
utilizarse cualquier técnica espectroscópica conocida para
determinar la presencia, ausencia o concentración de un componente
en común. Entre las técnicas adecuadas para medición se incluyen,
aunque sin limitarse a ellos, espectroscopía, espectroscopía de
infrarrojos, espectroscopía del infrarrrojo cercano, espectroscopía
de Raman, RMN, difracción por rayos X, difracción de neutrones,
difracción de rayos X de polvos, marcaje radioactivo y
radioactividad.
En una forma de realización ejemplar, y no de
manera limitativa, la permeabilidad pasiva de componentes activos
(por ejemplo un fármaco) a través de piel humana puede medirse
utilizando cantidades traza de componente activo o fármaco marcado
radioactivamente. De acuerdo con los procedimientos conocidos, los
compuestos o fármacos marcados radioactivamente se someten a
evaporación por rotación con el fin de eliminar cualquier solvente
en el se transportan y cualquier resto de tritio producido por el
intercambio con los marcajes. A continuación, los compuestos o los
fármacos marcados radioactivamente se disuelven nuevamente en
diversas formulaciones de composiciones, entre los que se incluyen
mejoradores, portadores, aditivos, adhesivos, y/o excipientes, tal
como se describen infra, a una concentración típica de 1
\muChi/ml, y se añaden a los pocillos de muestra, tales como los
pocillos de muestra (116) de la matriz (112) de la figura 1. A
continuación, se llevan a cabo experimentos de permeación pasiva.
Los compartimientos de depósito, tales como los depósitos (132) de
la figura 1, preferentemente contienen, por ejemplo, solución
salina tamponada de fosfato de pH 7,4 (PBS, concentración de fosfato
= 0,01 M, concentración de NaCl = 0,137 M) (Sigma Chemical Co.).
Pueden utilizar otras soluciones receptoras y son conocidos por los
expertos en la materia. Las concentraciones de componente o fármaco
marcado radioactivamente en los compartimientos de muestra y de
depósito se miden utilizando un contador de centelleo (por ejemplo,
el modelo 2000 CA, de Packard Instruments). Pueden utilizarse
formulaciones duplicadas en algunas de las muestras y/o pueden
llevarse a cabo repeticiones de experimentos para optimizar la
fiabilidad de las mediciones.
Los valores de permeabilidad pueden calcularse
bajo condiciones de equilibrio dinámico a partir de la relación
P=(dN_{r}/dt)/(AC_{d}), en la que A representa el área
superficial accesible a una muestra, C_{d} representa la
concentración de componente o fármaco en la muestra, y N_{r}
representa la cantidad acumulada de componente o de fármaco que ha
penetrado en el depósito receptor. Se da a conocer una variabilidad
de la permeabilidad de la piel humana entre sujetos del 40% en
Williams, et al., Int. J. Pharm. 86:69-77,
(1992). Las mejoras de permeabilidad pasiva, E_{p}, se calculan
respecto a la permeabilidad pasiva desde PBS de acuerdo con la
ecuación (1) siguiente:
(1)E_{p} =
\frac{P(mejorador)}{P(PBS)}
en la que P(mejorador) es la
permeabilidad de fármaco de un mejorador dado, y P(PBS) es la
permeabilidad de fármaco de PBS. Los flujos de las soluciones
saturadas, J^{sat}, se calculan según la ecuación J^{sat} =
PC^{sat}, en la que C^{sat} representa la solubilidad del
fármaco en la formulación. Las mejoras de flujo, E_{j}, se
calculan de acuerdo con la ecuación (2)
siguiente:
(2)E_{j} =
\frac{J^{sat}(mejorador)}{J^{sat}(PBS)}
en la que J^{sat} (mejorador) y
J^{sat} (PBS) son, respectivamente, los flujos de fármaco desde
soluciones saturadas de mejorador y de
PBS.
La presente invención incluye un procedimiento
para la reparación y/o corrección de defectos microscópicos en
especímenes de tejido, tales como la piel. Por ejemplo, los
dispositivos o una célula de difusión utilizados para el estudio de
la administración transdérmica de componentes activos (por ejemplo,
productos farmacéuticos o fármacos) requieren muestras de piel que
se encuentren libres de defectos que pudieran actuar como rutas de
transporte difusivo rápido. Estos defectos pueden ser de diversos
tipos, con tamaños variables comprendidos en el intervalo de entre
milímetros y decenas de micrómetros. Los desgarros físicos y los
folículos capilares son sólo dos tipos de defectos que pueden
comprometer la interpretación de los datos de transporte o de
difusión. Los segmentos de tejido no homogéneos, es decir, los
segmentos con una cantidad de defectos anormal, conducen a
mediciones de difusión imprecisas y engañosas, particularmente
cuando se utilizan muestras de tejido relativamente pequeñas, tal
como en la presente invención. Se puede conseguir una identificación
rápida de los puntos defectuosos de la superficie de una muestra de
tejido dada mediante procesamiento de imágenes, preferentemente
mediante la microinspección de alta velocidad de cada segmento de
tejido utilizando microscopía de vídeo o fotomicrografía.
Según una forma de realización preferida de la
invención, pueden descartarse los datos de difusión referentes a
segmentos de tejido no homogéneos para evitar las medidas
imprecisas. Por otra parte, si se caracteriza o se cuantifica el
efecto de los defectos en un segmento de tejido, las medidas de
difusión correspondiente pueden ajustarse matemáticamente para
tener en cuenta los defectos.
En otra forma de realización de la invención,
los defectos de un espécimen de tejido se reparan transfiriendo los
puntos defectuosos a una impresora de inyección de tinta que se
encuentra preparada para imprimir cera para cubrir dichos puntos.
El patrón de impresión está diseñado con el fin de cubrir el área
defectuoso en su integridad con algún posible solapamiento en las
regiones libres de defecto. Los cabezales de impresión de cera
imprimen cera líquida que se solidifica en el momento del impacto
con el tejido. La cera sólida es resistente al agua y actúa como un
sellado garantizando que la región reparada no contribuye al flujo
de difusión durante ensayos posteriores. La colocación de las gotas
preferentemente permite que el solapamiento resulte suficiente para
producir un sellado.
Las figuras 2A a 2D son diagramas esquemáticos
de una dispositivo de alto rendimiento alternativo (200) y de un
procedimiento de medición de la transferencia a través de una
barrera de tejido utilizando una muestra de origen sólido. El
dispositivo (200) es similar al dispositivo (100) de la figura 1,
excepto en que el dispositivo (200) ha sido diseñado para el ensayo
de muestras de origen sólido, tales como composiciones que contienen
un semisólido, tal como un adhesivo, un parche transdérmico
relativamente plano, o una muestra en forma de película. La placa
de sustrato (214) es una placa densa, tal como una placa de plástico
o de vidrio, que sostiene una matriz (212) de muestras (216). Cada
muestra contiene una combinación de compuestos, incluyendo un
componente activo (por ejemplo, un producto farmacéutico) y por lo
menos un componente inactivo. Se han comentado anteriormente
ejemplos de componentes adecuados, con referencia a la figura 1.
Una primera etapa del procedimiento implica la
creación de una matriz (212) de diferentes regiones de composición
(es decir, muestras 216) sobre sustrato denso (214). La matriz puede
producirse de cualquier manera, pero un procedimiento simple
consiste en utilizar equipos de dispensación combinatorial para
preparar soluciones de todos los constituyentes en un solvente
apropiado. Anteriormente se han descrito equipos de dispensación y
procedimientos de formulación de soluciones o de composiciones
adecuados y se dan a conocer en la solicitud de patente US nº de
serie 09/540.462.
En una forma de realización preferida, las
soluciones formuladas se encuentran contenidas en los pocillos de
una placa de microtitulación similar a la placa de sustrato (114)
(de la figura 1), que incluye una matriz de muestras (112) de
pocillos de muestra (116) y una placa densa inferior separable (214)
en lugar de la base (118). A continuación, se evapora el solvente y
se permite que cada una de las muestras en los pocillos se seque
para dar lugar a una película en el fondo. Este procedimiento de
evaporación simula el procedimiento de fabricación utilizado para
producir diversos dispositivos de transferencia a través de un
tejido, tales como los parches transdérmicos. A continuación, puede
quitarse la placa superior para proporcionar la matriz que se
muestra en la figura 2A. Las muestras (216) pueden presentar
cualquier forma, y preferentemente, son generalmente redondos, tal
como se muestra en la figura 2A.
Debe indicarse que las placas de este formato
pueden utilizarse para evaluar la estabilidad de las composiciones
o de las formulaciones, tales como las soluciones de
fármaco/adhesivo/mejorador, hacia la precipitación del componente
activo, tal como un producto farmacéutico o un fármaco. El examen
óptico de cada una de las películas revela si se ha producido la
precipitación, debido a que los precipitados pueden provocar un
incremento de dispersión de la luz cuando se ilumina la muestra.
Pueden utilizarse medios alternativos cuando la película es de por
sí suficientemente opaca para impedir el procedimiento de
dispersión. Uno de dichos procedimientos consiste en la generación
de un segundo armónico (SHG), que detecta fácilmente la presencia de
cristales en la película. También resulta posible utilizar la
difracción de rayos X de microenfoque para detectar la presencia de
cristales.
Con referencia a la figura 2B, la etapa
siguiente del presente procedimiento consiste en preparar un
espécimen de tejido (220) a utilizar en el estudio. Puede
prepararse u obtenerse convencionalmente un espécimen (220), tal
como un espécimen del estrato córneo, de la manera descrita
anteriormente. Sin embargo, resulta más conveniente que el
espécimen de muestra (220) sea suficientemente grande para poder
cubrir una placa de microtitulación de 96 pocillos. De esta manera,
se prepara una muestra de tejido separada para cada placa (214) del
estudio. A continuación, el tejido se coloca en la placa (214) de
manera que cubra cada una de las regiones de muestra, tal como se
muestra en la figura 2B. Se procura que no se produzcan bolsas de
aire por debajo del tejido (220). Un enfoque consiste en extender
el tejido (220) sobre la placa (214) comenzando desde un extremo, y
después extender el tejido cuidadosamente por la superficie de la
placa. El aire resulta expulsado por delante de la línea de
contacto entre tejido y placa.
Con referencia a la figura 2C, en una forma de
realización de la presente invención, la región de tejido (220) que
se encuentra sobre cada región de muestra, a continuación puede
seccionarse físicamente o aislarse en segmentos (224) de regiones
contiguas para garantizar que no se produce la difusión lateral
entre dos muestras contiguas. Tal como se ha descrito
anteriormente, esto puede llevarse a cabo de cualquier manera, tal
como el trazado o el corte mecánico, el corte por láser o la
embutición a lo largo de los cortes (222).
A continuación, pueden obtenerse imágenes y
caracterizarse mediante microscopía de vídeo cada uno de los
segmentos de tejido (224) en cada placa (214). Se pueden utilizar
técnicas de procesamiento automático de imágenes para identificar y
registrar aquellos segmentos de tejido que se encuentren dañados o
que de otra manera, resultan no homogéneos. Tal como se ha descrito
anteriormente, los segmentos de tejido dañados o no homogéneos (224)
se pueden sustituir, reparar o ignorar. Por otra parte, los datos
correspondientes a los segmentos dañados o no homogéneos (224)
pueden ajustarse para tener en cuenta los defectos. Opcionalmente,
el tejido (220) puede someterse a procesamiento de imágenes y se
puede sustituir o reparar antes de que se seccione. En todavía otro
procedimiento alternativo, el tejido (220) se secciona y/o se somete
a procesamiento de imágenes antes de colocar los segmentos de
tejido (224) sobre las muestras (216).
Con referencia a la figura 2D, una etapa
siguiente en el presente procedimiento consiste en colocar una placa
de depósitos (230), similar a la placa de depósitos (130) de la
figura 1, o una placa de microtitulación de fondo abierto, sobre
los segmentos de tejido (224), tal como se muestra. La placa de
depósitos (230) incluye varios depósitos huecos (232). Cuando la
placa (230) se fija en su lugar, cada depósito (232) se alinea con
una muestra y el tejido de manera que un segmento de tejido (224)
separa cada muestra del depósito (232). La placa de depósitos (230)
se fija a la placa de sustrato (214) utilizando abrazaderas,
tornillos, fijaciones o cualquier otro medio de unión adecuado. Las
placas (230) y (214) preferentemente se fijan entre sí con
suficiente presión para producir un sellado hermético a los
líquidos alrededor de los depósitos (232). Cada depósito se rellena
con un medio de depósito, preferentemente un líquido o una
solución, para recibir compuestos de muestra que se difundan a
través de los segmentos de tejido (224) hasta llegar a los depósitos
(232). En una forma de realización, el medio de depósito es una
solución de BSA aproximadamente al 2% en PBS.
Se utiliza la incubación del dispositivo (200)
con muestreo periódico y preparación de la solución para depósito
(232) automáticos con el fin de determinar la permeabilidad del
componente activo para todas las muestras del estudio
combinatorial.
Aunque las formas de realización de la invención
descritas en la presente memoria se refieren al movimiento de
compuestos a través de un tejido, los sistemas y los procedimientos
de la presente invención son adecuados para el estudio del
movimiento de compuestos a través de cualquier membrana u otra
barrera.
En la figura 3, otra forma de realización de la
invención, el dispositivo (300) se refiere a un procedimiento de
cribado de alto rendimiento del flujo de componente activo a través
de un espécimen de tejido, tal como el estrato córneo, reconociendo
que dicho flujo se determina, por lo menos en parte, como la
permeabilidad del componente activo (tal como un producto
farmacéutico o un fármaco) dentro del tejido en presencia de un
mejorador. La permeabilidad se encuentra controlada por como mínimo
dos factores: la solubilidad del componente activo en el tejido
(tal como el estrato córneo) y la difusividad del componente activo
en el espécimen de tejido. Estos dos factores, solubilidad y
difusividad, se miden independientemente como procedimiento para
evaluar indirectamente el flujo a través del espécimen de
tejido.
Con referencia a la figura 3, se construye una
matriz (312) de pocillos (316) que contienen muestras (por ejemplo,
soluciones 338) de diferentes composiciones de componentes activos y
componentes inactivos (por ejemplo, producto
farmacéutico/adhesivo/mejorador/aditivo). Se añaden a cada pocillo
cantidades conocidas de segmentos de tejido (340), por ejemplo, de
estrato córneo. Alternativamente, se coloca un segmento de tejido
sobre o por encima de cada pocillo (316) (de manera similar a la
disposición representada en las figuras 1, 2C y 2D) de manera que
cada segmento se encuentre en contacto con una solución de muestra
(338). La velocidad a la que un componente (por ejemplo, un
fármaco, o un producto farmacéutico) resulta absorbido por la
muestra de tejido se puede medir mediante la extracción del tejido
(340) de pocillos (316) preparados de manera similar en tiempos
diferentes y midiendo la presencia, ausencia, o concentración del
componente. La medición de la concentración tras períodos
suficientemente largos para que la cantidad disuelta no cambie con
el tiempo, permite determinar la solubilidad, o la concentración de
equilibrio del compuesto dentro del tejido (340). El producto de la
velocidad y de la solubilidad es proporcional a la permeabilidad
del componente.
Con referencia a la figura 4A, una forma de
realización alternativa del dispositivo de la figura 1 es la célula
de difusión (400). La célula de difusión (400) incluye una placa
receptora (410), una placa donadora (430), y un espécimen de tejido
(420) dispuesto entre la placa receptora (410) y la placa donadora
(430). La placa receptora (410) incluye un pocillo receptor (412)
para contener medio de depósito, tal como se ha descrito
anteriormente con respecto a la figura 1. Se representa el pocillo
receptor (410) con forma cilíndrica con un extremo abierto, sin
embargo, puede presentar una forma rectangular, hexagonal,
esférica, elíptica, o cualquier otra forma. La placa receptora
(410) incluye por lo menos una abertura de acceso (416) a lo largo
de un borde del pocillo receptor (412) que se encuentra en
comunicación de fluidos con el pocillo receptor (412). La placa
receptora (410) también incluye preferentemente un elemento
superficial (414) configurado para fijarse con la placa donadora
(430) y formar un sellado hermético con el espécimen de tejido
(420).
En una forma de realización preferida, el
espécimen de tejido (420) es tejido cutáneo, pero puede tratarse de
cualquier tejido o membrana, tal como se ha descrito anteriormente
con referencia al espécimen de tejido (120) de la figura 1. Se
corta el espécimen de tejido (420), se le da forma o de otra manera
se dimensiona para recubrir el pocillo receptor (412) y el elemento
superficial (414). Se coloca el espécimen de tejido (420) de manera
que preferentemente no cubra completamente la abertura de acceso
(416).
Con referencia a la figura 4C, la placa donadora
(430) incluye un depósito donador o pocillo (432) que presenta
extremos abiertos y se alinea con el pocillo receptor (412) cuando
la placa donadora (430) se coloca sobre el espécimen de tejido
(420). También un canal (436) pasa a través de la placa donadora
(430) y es aproximadamente contigua al pocillo donador (432),
aunque no se encuentra en comunicación con el mismo. El canal (436)
se configura para alinearse con el puerto de acceso (416) para
proporcionar acceso al medio de depósito en el pocillo receptor
(412) sin retirar la placa donadora (430).
Nuevamente con referencia a la figura 4A, la
placa donadora (430) también incluye preferentemente un elemento
superficial (434) que se configura y se dimensiona para encajar
correspondientemente con el elemento superficial (414) de la placa
receptora (410) y para formar un sello con el espécimen de tejido
(420) alrededor del perímetro del pocillo receptor (412) y del
pocillo donador (432). Por ejemplo, en una forma de realización, el
elemento superficial (414) es un anillo convexo que se extiende
desde la placa receptora (410) de la superficie alrededor del
perímetro abierto del pocillo receptor (412); y el elemento
superficial (434) es un anillo cóncavo formado en la placa donadora
(430) configurada para encajar correspondientemente con el elemento
superficial (414).
En otra forma de realización de la presente
invención, se unen o se forman conjuntamente una serie de células
de difusión (400) para crear una matriz de células de difusión
similares a la matriz (112) de la figura 1.
Las utilizaciones ejemplares del dispositivo de
las figuras 4A a 4C son iguales a las indicadas anteriormente con
referencia a la figura 1, excepto en que el puerto de acceso (416) y
el canal (436) permiten la adición o la eliminación del medio de
depósito del pocillo receptor (412) sin retirar la placa donadora
(430) o el tejido (420). Preferentemente, el medio de depósito
utilizado en la célula de difusión (400) es un líquido o una
solución. En un procedimiento alternativo de utilización de la
célula de difusión (400), la colocación del medio de depósito y la
muestra podría invertirse, tal como se muestra en la figura 1; por
ejemplo, el medio de depósito podría colocarse sobre el espécimen
de tejido (420) en el pocillo donador (432) y la muestra podría
contenerse en el pocillo receptor (412). En dicha forma de
realización, la muestra puede añadirse o puede extraerse a través
del canal (436) y abertura de acceso (416).
Las figuras 5A y 5B muestran un diagrama
esquemático de un dispositivo (500) para la utilización en la
adición o el llenado de una muestra (530) en un pocillo de muestras
(522) en una matriz de muestras, tal como la matriz de muestras
(112) representada en la figura 1, en la que se evita la producción
de bolsas de aire o de burbujas entre la muestra (530) y el tejido
(524). En la matriz de muestras, el tejido (524) se coloca entre un
pocillo de muestra (522), que se coloca en una placa de sustrato,
tal como la placa de sustrato (114) representada en la figura 1, y
un depósito (526), que se coloca en una placa de depósitos, tal como
la placa de depósitos (130) representada en la figura 1. En el
procedimiento de rellenado de la presente invención, una cánula de
alimentación (510), que presenta una fuente de alimentación de
muestras (514) y un espacio para la evacuación del aire (512),
perfora una membrana base (520) que cubre un lado del pocillo de
muestra (522) a rellenar con la muestra (530).
A continuación, la fuente de alimentación de
muestras (514) se extiende hacia el interior del pocillo de muestra
(522) hasta que entra en contacto con el tejido (524). A
continuación, se alimenta la muestra (530) a través de la fuente de
alimentación de muestras (514), y a medida que la muestra (530)
comienza a llenar el pocillo de muestra (522), se fuerza la
expulsión del aire del pocillo de muestra (522) a través del espacio
para evacuación de aire (512) en la cánula de alimentación (510).
Cuando se ha llenado el pocillo de muestra (522) con la cantidad de
muestra (530) deseada, la fuente de alimentación de muestras (514)
y la cánula de alimentación (510) se retiran completamente de la
membrana base (520) y del pocillo de muestra (522).
En una forma de realización preferida del
procedimiento de rellenado de la presente invención, mientras se
alimenta la muestra (530) al pocillo de muestra (522), la fuente de
alimentación de muestras (514) se retrae a una velocidad que se
sincroniza con la velocidad de rellenado de la muestra (530) en el
pocillo de muestra (522) de manera que en todo momento durante el
procedimiento de rellenado, la salida de la fuente de alimentación
de muestras (514) se encuentre dentro de la muestra extrusionada
(530) en el pocillo de muestra (522). Cuando se ha llenado el
pocillo de muestra (522) con la cantidad de muestra (530) deseada,
tanto la fuente de alimentación de muestras (514) como la cánula de
alimentación (510) se retiran completamente de la membrana base
(520) y del pocillo de muestra (522).
En una forma de realización preferida, la
membrana base (520) es una membrana de caucho.
El procedimiento de rellenado de la presente
invención puede llevarse a cabo manualmente o utilizando medios de
alimentación automática, en los que los pocillos de muestra en una
matriz de muestras se rellenan utilizando dispositivos de
administración automática capaces de alimentar las mismas muestras o
muestras diferentes a pocillos para múltiples muestras en una o más
matrices de muestras de una manera rápida, precisa y controlada.
La muestra (530) administrada según el
procedimiento de rellenado de la presente invención preferentemente
es una muestra de origen líquido.
La figura 6 muestra una vista detallada,
diagrama esquemático de una forma de realización preferida de un
dispositivo de alto rendimiento (600) para la medición del
transporte a través de una barrera de tejido en una matriz de
muestras de origen sólido (630) de acuerdo con la presente
invención. El dispositivo (600) comprende una placa base (610) que
sostiene una placa separadora (620), una matriz de muestras de
origen sólido (630), un espécimen de tejido (640), una placa de
depósitos (650) que presenta una matriz de compuestos donadores
(654), y un medio de fijación, tal como tornillos de sujeción (660)
con roscas (662).
Preferentemente, la placa base (610) se realiza
en aluminio, y la placa separadora (620) y la placa de depósitos
(650) se realizan en plástico transparente o policarbonato.
La placa base (610) presenta orificios para
tornillo (612), taladrados para que coincidan con la roscas (662) de
los tornillos de sujeción (660), de manera que, cuando los
tornillos (660) se introducen en los orificios (612) del
dispositivo y se aprietan, el dispositivo queda unido en una pieza.
Cuando el dispositivo queda unido en una pieza, se forma un sello
entre la placa de depósitos (650) y el espécimen de tejido (640).
Alrededor de los bordes de la placa base (610) pueden formarse
cualquier número de orificios para tornillo (612), aunque
preferentemente el número de orificios para tornillo (612) es de
por lo menos 4, y más preferentemente de entre 4 y 8. En una forma
de realización preferida, la placa base (610) comprende
adicionalmente una matriz de marcas de guía (614), que pueden
encontrarse en cualquier forma matricial, tal como 2x2, 4x4, 6x6, y
8x12, que se utilizan para ayudar a alinear diversos componentes
del dispositivo (600) durante el ensamblaje.
Se taladran los orificios para tornillo (622) y
los orificios para tornillo (652) de la placa separadora (620) y de
la placa de depósitos (650), respectivamente, para permitir que el
cuello y las roscas (662) de los tornillos de fijación (660) se
introduzcan fácilmente en los orificios, pero no la cabeza del
tornillo de fijación (660) (tal como se muestra para los tornillos
de fijación (760) y (860) de las figuras 7 y 8, respectivamente).
Alrededor de los bordes de la placa separadora (620) y de la placa
de depósitos (650) pueden formarse cualquier número de orificios
para tornillo (622) y (652), aunque preferentemente el número de
orificios para tornillo (622) y (652) es de por lo menos 4, y más
preferentemente de entre 4 y 8. En una forma de realización
preferida, existe por lo menos un orificio para tornillo en cada
esquina tanto de la placa separadora (620) como de la placa de
depósitos (650).
En una forma de realización alternativa, el
dispositivo (600) comprende adicionalmente una placa superior
colocada sobre la placa de depósitos (650), que está realizada en
el mismo material que la placa base (610) (por ejemplo, aluminio) y
es una estructura abierta que presenta orificios para tornillo que
coinciden con los orificios para tornillo (652) en la placa de
depósitos (650) o es una placa "sólida" que presenta los mismos
orificios para tornillo y la misma matriz de depósitos que los
orificios para tornillo (652) y los depósitos donadores (654) de la
placa de depósitos (650).
El dispositivo (600) se ensambla colocando en
primer lugar la placa separadora (620) en la parte superior de la
placa base (610) y alineando los orificios para tornillo (622) de la
placa separadora (620) con los orificios para tornillo (612) de la
placa base (610). Se crea una matriz de muestras de origen sólido
(630) sobre la placa separadora (620) siguiendo el mismo patrón que
los depósitos donadores (654) siguen en la placa de depósitos (650),
y se utilizan las marcas de guía (614) sobre la placa base (610)
para asegurar que cada muestra (630) se coloca de manera que se
encuentre alineada con un depósito donador (654) de la placa
superior (650). El tamaño de las muestras (630) se corresponde con
el tamaño de los depósitos donadores (654).
Cada muestra (630) incluye una combinación de
componentes, incluyendo un componente activo (por ejemplo, un
producto farmacéutico) y por lo menos un componente inactivo. Se han
descrito ejemplos de componentes adecuados anteriormente, con
referencia a la figura 1.
Se coloca una lámina de espécimen de tejido
(640) sobre la matriz de muestras (630) de manera que se evita la
formación de bolsas de aire entre el espécimen de tejido (640) y las
muestras (630). A continuación, se coloca una placa de depósitos
(650) que presenta una matriz de depósitos donadores (654) sobre la
piel de manera que los orificios para tornillo (652) de la placa
base (650) se alineen con los orificios para tornillo (622)
correspondientes de la placa separadora (620).
El dispositivo ensamblado resultante (600) se
une en una sola pieza deslizando los tornillo de fijación (660) con
roscas (622) a través de los orificios para tornillo (652) alineados
del dispositivo ensamblado (600), y cada tornillo de fijación (660)
se aprieta de manera que se forma un sello entre la placa de
depósitos (650) y el espécimen de tejido (640). Preferentemente,
debería utilizarse un tornillo de fijación (660) en por lo menos
cada una de las cuatro esquinas del dispositivo ensamblado
(600).
Se añade un medio de depósito a los depósitos
donadores (654) del dispositivo ensamblado (600), y en un momento
apropiado o en diversos intervalos de tiempo, se retiran los
especímenes de los depósitos donadores (654) y se utilizan para
medir la transferencia o flujo de componentes, tales como
componentes activos y componentes en común, en muestras (630) a
través del espécimen de tejido (640). Si se extraen múltiples
especímenes, después de retirar una cantidad de especímenes de los
depósitos donadores (654), se añade la misma cantidad de medio de
depósito al mismo depósito donador (654).
El tamaño de los depósitos donadores (654) es de
entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 50 mm, más
preferentemente de entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 10
mm, y más preferentemente de entre aproximadamente 3 mm y
aproximadamente 7 mm.
La figura 7 muestra una vista comprimida,
diagrama esquemático de un dispositivo de alto rendimiento (700)
para la medición del transporte a través de una barrera de tejido
en una matriz de muestras de origen sólido de acuerdo con la
presente invención. El dispositivo (700) es similar al dispositivo
(600), excepto en que la matriz de depósitos donadores (754) es una
matriz 8x12 para un total de 96, en el que cada depósito no supera
los 6 mm de diámetro. El dispositivo (700) comprende una placa base
(710) que sujeta una placa separadora (720), una matriz de muestras
de origen sólido (por ejemplo las muestras (630) mostradas en la
figura 6), un espécimen de tejido (por ejemplo el espécimen de
tejido (640) mostrado en la figura 6), una placa de depósitos (750)
que presenta una matriz de depósitos donadores (754), y medios de
fijación, tales como tornillos de fijación (760).
La figura 8 muestra una vista comprimida,
diagrama esquemático de un dispositivo de alto rendimiento (800)
para la medición del transporte a través de una barrera de tejido
en una matriz de muestras de origen sólido según la presente
invención. El dispositivo (800) es similar al dispositivo (600) y al
dispositivo (700), excepto en que la matriz de depósitos donadores
(854) es una matriz 16x24 para un total de 384 depósitos donadores
(854), en el que cada depósito no supera los 3 mm de diámetro. El
dispositivo (800) comprende una placa base (810) que sujeta una
placa separadora (820), una matriz de muestras de origen sólido (por
ejemplo las muestras (630) mostradas en la figura 6), un espécimen
de tejido (por ejemplo el espécimen de tejido (640) mostrado en la
figura 6), una placa de depósitos (850) que presenta una matriz de
depósitos donadores (854), y medios de fijación, tales como
tornillos de fijación (860). Las variaciones de los dispositivos de
la figuras 7 y 8 son las mismas que las descritas en la figura 6, y
otras variaciones y usos ejemplares de los dispositivos de las
figuras 6 a 8 son los mismos que los descritos anteriormente con
referencia a la figura 1, según corresponda.
6.
Ejemplo
El ejemplo siguiente ilustra adicionalmente el
procedimiento y las matrices de la presente invención. Debe
entenderse que la presente invención no se encuentra limitada a los
detalles específicos del ejemplo proporcionado a continuación.
Ejemplo
1
Se preparó la epidermis cutánea de un cadáver
humano separando en primer lugar la piel de la grasa subyacente y
separando a continuación la epidermis mediante un tratamiento
térmico a 60ºC durante 90 segundos utilizando técnicas
estándares.
Se troquelaron parches transdérmicos de nicotina
de etapa 1 (21 mg/24 horas) de la marca NICODERM CQ®
(comercializados por GlaxoSmithKline, Research Triangle Park, NC,
USA) en círculos de un diámetro de 5/16'', manteniendo las tiras de
soporte y liberación en las muestras troqueladas resultantes hasta
que se depositaron en el dispositivo de ensayo.
Se ensambló un dispositivo tal como el mostrado
en la figura 6, en el que cada placa del dispositivo presentaba
forma rectangular de dimensiones de 5,030 pulgadas (127,76 mm) por
3,365 pulgadas (85,48 mm). El dispositivo se ensambló colocando en
primer lugar una placa separadora gruesa de policarbonato
transparente (620) de 1/8'' (3,175 mm) sobre una placa base (610)
de aluminio y se alinearon los orificios para tornillo (622) de la
placa separadora con los orificios para tornillo (612) de la placa
base. A continuación, se creó una matriz de muestras 4x4 sobre la
placa separadora (620), tal como se describe en la Tabla 2 a
continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
Se colocaron las muestras troqueladas sobre la
placa separadora (620) en la matriz 4x4 de la Tabla 2 de una en
una, y se seleccionó la posición de cada muestra de la matriz
siguiendo las marcas de guía (614) de la placa base (610) para
asegurar que cada muestra de la matriz se colocara de manera que se
encontrara alineada con un depósito donador (654) de la placa de
depósitos (650). Había 96 marcas de guía (614) de 0,020'' (0,508 mm)
de profundidad en la placa base (610), dispuestos según una matriz
de 12x8 situada a 11,24 mm de los bordes en los lados más largos de
la placa base (610), y a 14,38 mm de los bordes en los lados más
cortos. En el momento de la colocación, se retiró la tira de
liberación de cada muestra para exponer el depósito/adhesivo de
fármaco de la muestra.
En las muestras A4 y D1 de la matriz, el
depósito de fármaco del parche de muestra se desprendió del soporte
con la tira de liberación. Las posiciones B3, C1 y D3 de la matriz
consistían de controles sin muestra con el fin de determinar el
impacto potencial de la difusión lateral sobre la medición del
transporte transdérmico con este disposi-
tivo.
tivo.
Tras colocar todas las muestras en la matriz, se
colocó lenta y cuidadosamente sobre las muestras el trozo de piel
de cadáver humano desprendido por calor, cuyo tamaño era mayor que
el de la matriz de muestras, para evitar que se produjese cualquier
bolsa de aire entre la piel y las muestras. La piel se orientó con
el estrato córneo contiguo a las muestras. A continuación, se
colocó sobre la piel una placa de depósitos (650) de policarbonato
transparente de 1/4'' (6,35 mm) de grosor que contenía una matriz
4x4 de depósitos donadores (654) de 1/4'' (6,35 mm) de diámetro, de
manera que todos los orificios para tornillo (652) de la placa de
depósitos (650) se encontraran alineados con sus correspondientes
orificios para tornillo (622) de la placa separadora (620).
El dispositivo ensamblado (600) resultante se
unió en una sola pieza deslizando un tornillo de fijación (660) con
rosca (622) en los orificios para tornillo (652) alineados en cada
una de las cuatro esquinas del dispositivo ensamblado, y apretando
cada tornillo de fijación (660) para formar un sello entre la placa
de depósitos (650) y la piel. Los orificios para tornillo (612) de
la placa base (610) presentaban una rosca de entre 10 y 24 hilos,
en el intervalo de entre 0,250'' (6,35 mm) y 0,188'' (4,775 mm),
permitiendo que las roscas (662) de los tornillos (660) se
agarraran a medida que se apretaban los tornillos, uniendo de esta
manera el dispositivo en una sola pieza.
Se añadieron 75 \mul de solución salina
tamponada con fosfato (PBS) de Dulbecco a cada depósito donador en
la matriz como medio de depósito.
Tras 2 horas, se retiró una alícuota de ensayo
de 50 \mul del medio de depósito de cada depósito donador (654),
y en ese momento, se añadieron 50 \mul adicionales de PBS a cada
depósito donador (654). Cada una de las alícuotas de 2 horas de
ensayo se colocó en un vial de HPLC y se diluyó hasta 500 \mul
añadiendo 450 \mul de fosfato potásico 50 nM (ajustado con ácido
fosfórico de pH 3,0) y acetonitrilo en proporción 50:50 (v/v).
El procedimiento anterior se repitió a las 3
horas, a las 4 horas, y a las 5 horas, respectivamente. Al final de
la etapa de muestreo del experimento, cada depósito donador (654) de
la matriz resultó en cuatro (4) alícuotas de ensayo de 50 \mul
que se diluyeron, tal como se ha indicado anteriormente, excepto en
que la alícuota de ensayo obtenida a las 3 horas para el depósito
donador B3 se diluyó hasta 950 \mul en lugar de hasta 500
\mul.
El contenido de nicotina de cada alícuota de
ensayo se determinó mediante análisis de HPLC.
\newpage
Los componentes del sistema HPLC utilizados en
el análisis de las alícuotas de ensayo consistían de un módulo
Waters 2790 Separations, un detector de fotodiodos en serie Waters
modelo 996, y el software para cromatografía Waters Millennium 32
v3.2 (Waters Corp., Milford, MA).
El análisis HPLC se llevó a cabo utilizando una
columna C18 Platinum EPS (Alltech Associates, Muskegan, MI) de
dimensiones 250 mm x 4,6 mm y tamaño de partícula de 5 \mum. La
fase móvil consistía fosfato potásico 50 nM (ajustado con ácido
fosfórico de pH 3,0):acetonitrilo 50:50 (v/v), a un caudal de 1,0
ml/minuto. La detección se llevó a cabo midiendo la absorbancia UV
a una longitud de onda de 260 nm. El tiempo de ejecución fue de 4
minutos. El volumen de inyección era de 10 \mul. La columna se
encontraba a temperatura ambiente.
La cuantificación del contenido de nicotina en
cada alícuota de ensayo se llevó a cabo mediante la comparación con
una curva de calibración generada a partir de una serie de
estándares de nicotina (Sigma). Se pudo apreciar que la cantidad de
nicotina se mantenía de forma lineal a lo largo de un intervalo de
entre 1 \mul/ml y 100 \mul/ml. Se descartó mediante análisis
directo la potencial interferencia cromatográfica en este mismo
procedimiento de otros componentes (por ejemplo, grasas y
proteínas) en la piel.
Los resultados del análisis HPLC se presentan en
las Tablas 3 y 4, a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
La acumulación de nicotina en cada depósito
donador se calculó de acuerdo con las ecuaciones (3) a (6)
siguientes:
- Ac_{2h} (\mug) = [C_{2}] x 0,075 ml
- (3)
- Ac_{3h} (\mug) = [C_{3}] x 0,075 ml + ([C_{2}] x 0,05 ml)
- (4)
- Ac_{4h} (\mug) = [C_{4}] x 0,075 ml + (([C_{2}]+[C_{3}]) x 0,05 ml)
- (5)
- Ac_{5h} (\mug) = [C_{5}] x 0,075 ml + (([C_{2}]+[C_{3}]+[C_{4}]) x 0,05 ml)
- (6)
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados de acumulación de nicotina para
cada depósito donador en la matriz se presentan en las Tablas 6A y
6B, a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se muestra en los resultados
anteriores, el componente activo, la nicotina, se detectó en los
depósitos donadores, y de esta manera, la nicotina había atravesado
la barrera de la piel. Estos resultados también indican que el
procedimiento de detección o de medición utilizado era
suficientemente sensible para detectar la nicotina transportada.
Por lo tanto, claramente se produjo movimiento transdérmico del
componente activo, la nicotina, y la mayoría de las muestras
demostraron velocidades de transporte similares.
Además, se detectaron cantidades de nicotina
sustancialmente inferiores en los depósitos donadores que no se
encontraban colocados sobre las muestras, demostrando que la
difusión lateral de la nicotina a los "pocillos" contiguos era
suficientemente más lenta que el movimiento transdérmico directo. De
esta manera, este experimento demuestra claramente la capacidad de
este dispositivo para medir el transporte de un componente a través
de una barrera de tejido.
Claims (37)
1. Dispositivo (100) para la medición de la
transferencia de componentes a través de un tejido, que
comprende:
un elemento inferior que comprende una placa de
soporte (114);
una matriz de muestras (112) sostenida por la
placa de soporte;
un espécimen de tejido (120) que recubre la
matriz de muestras; y
un elemento superior que comprende una placa de
depósitos (130) fijada a un lado del espécimen de tejido opuesto a
la matriz de muestras, presentando la placa de depósitos una matriz
de depósitos (132);
en el que el dispositivo se dispone de manera
que la matriz de depósitos puede rellenarse con un medio de
depósito cuando la placa de depósitos se fija al espécimen de tejido
y el espécimen de tejido recubre la matriz de muestras.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que cada muestra de la matriz de muestras comprende un componente
en común y por lo menos un componente adicional, en el que cada
muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo
menos uno de entre:
- (i)
- la identidad de los componentes adicionales,
- (ii)
- la proporción del componente en común con respecto al componente adicional, o
- (iii)
- el estado físico del componente en común.
3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el
que el componente en común es un producto farmacéutico, un
suplemento dietético, un producto nutracéutico, o un medicamento
alternativo.
4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3, en
el que el componente adicional es un adhesivo, un mejorador, un
aditivo, un solvente, un excipiente, o una combinación de los
mismos.
5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el
que el mejorador es un mejorador químico, un mejorador de
permeación lipídica, un mejorador de solubilidad, o una combinación
de mejoradores.
6. Dispositivo según la reivindicación 4, en el
que el adhesivo es un poliisobutileno, una silicona, o un adhesivo
acrílico.
7. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que cada muestra de la matriz de
muestras es una muestra de origen sólido o una muestra de origen
líquido.
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el espécimen de tejido
comprende tejido cutáneo.
9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el
que el tejido cutáneo comprende epidermis o estrato córneo.
10. Dispositivo según la reivindicación 8 ó 9,
en el que el tejido cutáneo es tejido cutáneo humano, tejido
cutáneo animal o tejido cutáneo artificial.
11. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el espécimen de tejido se
divide en una pluralidad de segmentos, en el que cada segmento
recubre una muestra y se encuentra sellada entre la placa de
soporte y una parte anular de la placa de depósitos que delimita un
depósito para cada muestra.
12. Dispositivo según la reivindicación 11, en
el que el espécimen de tejido se divide en una pluralidad de
segmentos mediante corte mecánico, trazado, corte por láser,
ranurado o embutición.
13. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que cada depósito comprende un canal que se extiende a través de la
placa de depósitos y se alinea sobre una muestra.
14. Dispositivo según la reivindicación 13, que
comprende además un medio de depósito dentro de por lo menos uno de
los depósitos.
15. Dispositivo según la reivindicación 14, en
el que el medio de depósito es un líquido o una solución.
16. Procedimiento para la medición de la
transferencia a través de una barrera de tejido de una muestra, que
comprende:
en primer lugar, la preparación de una matriz de
muestras, en la que cada muestra comprende un componente activo y
por lo menos un componente adicional, en el que cada muestra difiere
de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de
entre:
la identidad del componente activo,
la identidad de los componentes adicionales,
la proporción entre el componente activo y el
componente adicional, o
el estado físico del componente activo;
a continuación, recubrir la matriz de muestras
con un espécimen de tejido;
a continuación, fijar una placa de depósitos a
un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de muestras,
presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos
correspondiente a la matriz de muestras;
a continuación, rellenar la matriz de depósitos
con un medio de depósito; y
finalmente, medir una concentración de uno o más
componentes de muestra de cada depósito para determinar la
transferencia de dichos componentes de muestra de cada muestra a
través del espécimen de tejido.
17. Procedimiento según la reivindicación 16, en
el que el componente activo es un producto farmacéutico, un
suplemento dietético, un producto nutracéutico, o un medicamento
alternativo.
18. Procedimiento para la medición del flujo a
través de una barrera de tejido de un componente, que comprende:
en primer lugar, preparar una matriz de
muestras, en la que cada muestra comprende un componente en común y
por lo menos un componente adicional, en el que cada muestra difiere
de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de
entre:
la identidad del componente adicional,
la proporción entre el componente en común y el
componente adicional, o
el estado físico del componente en común;
a continuación, recubrimiento de la matriz de
muestras con un espécimen de tejido;
a continuación, fijar una placa de depósitos a
un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de muestras,
presentando la placa una matriz de depósitos correspondiente a la
matriz de muestras;
a continuación, rellenar la matriz de depósitos
con un medio de depósito; y
finalmente, medir una concentración del
componente en común en cada depósito como una función del tiempo
para la determinación del flujo del componente en común de cada
muestra a través del espécimen de tejido.
19. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que el componente en común es un producto farmacéutico, un
suplemento dietético, un producto nutracéutico, o un medicamento
alternativo.
20. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 19, en el que cada muestra en la matriz de
muestras es una muestra de origen sólido o una muestra de origen
líquido.
21. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 20, en el que el componente adicional es un
excipiente, un solvente, un adhesivo, un mejorador, un aditivo, o
una combinación de los mismos.
22. Procedimiento según la reivindicación 21, en
el que el mejorador es un mejorador químico, un mejorador de
permeación lipídica, un mejorador de solubilidad, o una combinación
de mejoradores.
23. Procedimiento según la reivindicación 21 ó
22, en el que el adhesivo es un poliisobutileno, una silicona, o un
adhesivo acrílico.
24. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 23, que comprende además una etapa de división
del espécimen de tejido en una pluralidad de segmentos, en el que
cada segmento cubre una muestra.
25. Procedimiento según la reivindicación 24, en
el que la etapa de división comprende corte mecánico, corte por
láser, trazado, ranurado o embutición.
26. Procedimiento según la reivindicación 24,
que comprende además la etapa de obtención de imágenes de cada
segmento para la detección de un segmento no homogéneo.
27. Procedimiento según la reivindicación 26,
que comprende además la etapa de corrección de un segmento no
homogéneo.
28. Procedimiento según la reivindicación 27, en
el que la etapa de corrección comprende cualquiera de entre:
eliminar el segmento no homogéneo;
omitir la medición de concentración asociada al
segmento no homogéneo;
ajustar las mediciones de concentración de
corrección para el segmento no homogéneo;
o
reparar el segmento no homogéneo.
29. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 28, en el que la etapa de recubrimiento
comprende además:
dividir el espécimen de tejido en una pluralidad
de segmentos;
obtener imágenes de dichos segmentos para
propiedades deseadas;
seleccionar un segmento que presente las
propiedades deseadas; y
recubrir el primer segmento sobre la primera
muestra.
30. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 29, en el que el espécimen de tejido es tejido
cutáneo.
31. Procedimiento para la determinación de
composiciones o formulaciones transdérmicas óptimas, que
comprende:
en primer lugar, la preparación de una matriz de
muestras, en la que cada muestra comprende un componente activo y
por lo menos un componente adicional, en el que cada muestra difiere
de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de
entre:
la identidad de un componente activo,
la identidad de los componentes adicionales,
la proporción entre el componente activo y el
componente adicional, o
el estado físico del componente activo;
a continuación, recubrimiento de la matriz de
muestras con tejido cutáneo;
a continuación, fijación de una placa de
depósitos a un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de
muestras, presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos
correspondiente a la matriz de muestras;
a continuación, rellenado de la matriz de
depósitos con un medio de depósito; y
finalmente, medición de la concentración del
componente activo de cada depósito como una función del tiempo para
la determinación del flujo del componente activo de cada muestra en
dicha matriz de muestras a través del tejido cutáneo para la
determinación de una formulación transdérmica óptima.
32. Procedimiento para la determinación de
composiciones o formulaciones transdérmicas óptimas, que
comprende:
en primer lugar, la preparación de una matriz de
muestras, comprendiendo cada muestra un componente en común y por
lo menos un componente adicional, en la que cada muestra difiere de
por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de
entre:
la identidad de los componentes adicionales,
la proporción entre el componente en común y el
componente adicional,
o
el estado físico del componente en común;
a continuación, recubrimiento de la matriz de
muestras con un tejido cutáneo;
a continuación, fijación de una placa de
depósitos a un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de
muestras, presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos
correspondiente a la matriz de muestras;
a continuación, rellenado de la matriz de
depósitos con un medio de depósito; y
finalmente, medición de la concentración del
componente en común de cada depósito como una función del tiempo
para la determinación del flujo del componente en común de cada
muestra a través del tejido cutáneo para la determinación de una
formulación transdérmica óptima.
33. Dispositivo para la medición de la
transferencia de componentes a través de un tejido, que
comprende:
una placa base (610);
una placa separadora (620);
una matriz de muestras de origen sólido (630)
sostenida por la placa separadora;
un espécimen de tejido (640) que recubre la
matriz de muestras;
un elemento superior que comprende una placa de
depósitos (650) fijada a un lado del espécimen de tejido opuesto a
la matriz de muestras, presentando la placa de depósitos una matriz
de depósitos (654); y
unos medios de fijación (660, 662) para la
creación de un sellado entre la placa de depósitos y el espécimen
de tejido;
en el que el dispositivo se dispone de manera
que la matriz de depósitos puede rellenarse con un medio de
depósito cuando la placa de depósitos se fija al espécimen de tejido
y el espécimen de tejido recubre la matriz de muestras.
34. Dispositivo según la reivindicación 33, que
comprende además una placa superior.
35. Dispositivo según las reivindicaciones 33 ó
34, en el que una de entre la placa separadora y la placa de
depósitos, o ambas son transparentes o translúcidas.
36. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 33 a 35, en el que la placa base es de
aluminio.
37. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 33 a 36, en el que los medios de fijación
comprenden tornillos que pasan a través del dispositivo y se fijan
a la placa base.
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